KR100931001B1 - 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법 - Google Patents
펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100931001B1 KR100931001B1 KR1020080042880A KR20080042880A KR100931001B1 KR 100931001 B1 KR100931001 B1 KR 100931001B1 KR 1020080042880 A KR1020080042880 A KR 1020080042880A KR 20080042880 A KR20080042880 A KR 20080042880A KR 100931001 B1 KR100931001 B1 KR 100931001B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- wafer
- femtosecond laser
- laser
- dry cleaning
- cleaning method
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000005108 dry cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 52
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims abstract description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 17
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 abstract description 3
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 76
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 21
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 9
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 9
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 6
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- 238000002073 fluorescence micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- XEBWQGVWTUSTLN-UHFFFAOYSA-M phenylmercury acetate Chemical compound CC(=O)O[Hg]C1=CC=CC=C1 XEBWQGVWTUSTLN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005374 Kerr effect Effects 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 229920001109 fluorescent polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 1
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02098—Cleaning only involving lasers, e.g. laser ablation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Abstract
본 발명은 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 실리콘 웨이퍼 상의 오염물질을 제거하는 레이저를 이용한 건식세정방법에 있어서, 펨토초 레이저의 빔 축과 웨이퍼 표면이 평행하도록 펨토초 레이저 및 웨이퍼를 준비하는 단계; 및 펨토초 레이저를 조사하여 웨이퍼 표면을 세정하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 세정대상물을 파손하지 않고, 광대역에 걸쳐 고효율의 세정효과를 얻을 수 있는 친환경적인 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법을 제공할 수 있다.
펨토초레이저, 건식세정, 웨이퍼, 플라즈마, 플라즈마 라인 빔
Description
본 발명은 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 펨토초 단위의 레이저에 의한 건식세정을 통하여 실리콘 웨이퍼 상에서 오염물질을 제거하는 세정방법에 관한 것이다.
현재 실리콘 웨이퍼의 세정방법으로는 크게 건식세정(dry cleaning)과 습식세정(wet cleaning)으로 나뉘어 사용되고 있다.
여기서, 습식세정법은 일정량의 탈이온수로 희석된 불화수소와 같은 산성 세정액을 내부 저장조에 공급하고, 방출구를 통하여 외부 저장조로 유입하여 저면에 구비된 드레인라인을 통해서 외부로 방출한 다음, 각 내부 저장조 내부에 일련의 반도체 제조공정이 수행된 웨이퍼를 투입하여 산화막 또는 금속이온 등을 제거하는 세정공정을 수행하고, 많은 양의 탈이온수를 연속적으로 공급함으로써 액성을 중화하는 방식으로 이루어졌다.
이와 같은 습식세정법은 상술한 바와 같이 많은 양의 탈이온수(de-ionized water)나 화학작용제(chemical agent)를 필요로 하기 때문에 환경오염을 유발시킨 다는 문제점이 있었다.
이에 실온, 실압에서 적용가능하고 높은 효율성과 더불어 청정 공정으로 이루어지는 레이저 건식세정의 장점이 부각되고 있다.
레이저 세정은 메커니즘 차이에 따라 스팀 레이저 세정 메커니즘(steam laser cleaning mechanism), 열분리(thermal detachment), 표면음파(surface acoustic wave), 플라즈마 충격파(plasma shock wave)로 구분될 수 있다.
이 중에서도 플라즈마 충격파에 의한 레이저 건식세정방법은 열적 기질을 확장시킬 수 있으며, 입자에서 영역이 향상됨에 따라 부분적인 기질을 제거할 수 있으며, 공기로부터 흡수된 습기의 폭발적인 증발효과를 나타낸다는 장점이 있다.
그러나 종래에는 나노초 단위의 레이저를 사용하여 레이저 건식세정을 수행하였기 때문에 상술한 바와 같은 폭발적인 증발효과에 의한 세정을 수행하기 위해서는 더 큰 레이저 에너지가 필요하다는 문제점이 있었다.
또한, 종래 나노초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법에 의해 웨이퍼 상의 오염물질을 제거하는 경우에는 웨이퍼에 수직 방향으로 레이저를 조사하였기 때문에 고출력에 의하여 웨이퍼의 표면이 열적으로 손상된다는 문제점이 있었으며, 대물렌즈를 이용하여 세정 영역을 국부적인 점 형태로만 구현하였기 때문에 광대역에는 적합하지 않다는 문제점도 있었다.
아울러 종래 나노초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법에 의하여 웨이퍼 상의 오염물질을 세정하는 경우, 세정효과에 있어서도 웨이퍼 상에 있는 형광 나노입자를 50~60% 정도밖에 제거하지 못하여 세정방법으로서는 효율성이 충분하지 못하다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 환경친화적이고, 레이저를 유기 집광으로 인한 플라즈마 점 형태 또는 플라즈마 셀프 필라멘트인 라인 형태로 구현하여 광대역에 적합하며, 플라즈마 충격파에 의한 웨이퍼의 손상을 방지하고 보다 큰 세정효과를 얻을 수 있는 고효율의 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법은, 실리콘 웨이퍼 상의 오염물질을 제거하는 레이저를 이용한 건식세정방법에 있어서, 펨토초 레이저의 빔 축과 웨이퍼 표면이 평행하도록 상기 펨토초 레이저를 조사하여 상기 웨이퍼 표면을 세정한다.
여기서, 상기 펨토초 레이저의 빔은 유기 집광으로 인한 플라즈마 점 형태 또는 플라즈마 셀프 필라멘트인 라인 형태로 구현된 것이 바람직하다.
나아가, 상기 펨토초 레이저의 빔 축과 웨이퍼 사이의 거리는 100~200㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기 펨토초 레이저의 펄스폭은 100fs이고, 펄스에너지는 3.0mJ이며, 반복률은 1kHz인 것이 바람직하다.
또한, 상기 펨토초 레이저의 출력은 1.15W이고, 스캔 속도는 0.5mm/s인 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 본 발명의 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법은,
첫째, 습식세정과 달리 많은 양의 탈이온수나 화학작용제 등을 필요로 하지 않아 환경친화적이라는 장점이 있다.
둘째, 플라즈마 사이즈를 수십 밀리 사이즈로 선택적으로 조절할 수 있으며, 유기 집광으로 인한 플라즈마 점 형태 또는 플라즈마 셀프 필라멘트인 라인 형태를 구현할 수 있어 광대역에 적합하며, 짧은 시간 내에 국소적 또는 대면적으로 건식세정이 가능하다는 장점이 있다.
셋째, 낮은 레이저 에너지로도 짧은 펄스폭에 의한 높은 첨두출력이 가능하므로 나노초 단위의 레이저에 비하여 상대적으로 기판을 파손시키지 않고 오염물질만을 제거할 수 있다는 장점이 있다.
넷째, 세정 전과 대비하여 최대 97%의 형광 나노입자 제거효과를 나타내므로 세정효과를 현저하게 상승시킨다는 장점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법을 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법을 나타낸 개략도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법은 펨토초 레이저(110)의 빔 축(A)과 웨이퍼(130) 표면이 평행하도록 한 후, 상기 펨토초 레이저(110)를 조사하여 상기 웨이퍼(130) 표면의 오염물질(P)을 제거함으로써 세정한다.
여기서, 상기 펨토초 레이저(110)의 빔 축(A)과 웨이퍼(130) 표면이 평행하도록 장착되며, 대물렌즈(미도시)를 이용하여 일정한 거리에 초점(focusing)을 형성함으로써 상기 초점에서 발생하는 플라즈마에 의한 충격파(shock wave)를 통하여 건식 세정을 수행한다.
또한, 재오염을 방지하기 위해 에어 블로윙(Air blowing) 및 흡입(미도시)을 수행한다.
여기서, 상기 펨토초 레이저(110)의 펄스폭은 100fs이고, 펄스에너지는 3.0mJ이며, 반복률은 1kHz이고, 출력은 1.15W이고, 스캔 속도는 0.5mm/s인 것이 바람직하다.
상기 펨토초 레이저(110)를 조사하여 세정할 때 상기 펄스폭, 펄스에너지, 반복률, 출력 및 스캔 속도가 상기 수치범위를 벗어나는 경우 웨이퍼에 열적 손상을 발생시킬 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 상기 펨토초 레이저(110)의 빔에 의해 상기 웨이퍼(130) 표면에 직접적인 손상이 발생하지 않도록 상기 펨토초 레이저(110)의 빔 축(A)과 웨이퍼(130)는 일정한 간격으로 이격되는 것이 바람직한데, 상기 펨토초 레이저(110)의 빔 축(A)과 웨이퍼(130) 사이의 거리(D)는 100~200㎛인 것이 바람직하다.
상기 펨토초 레이저(110)의 빔 축(A)과 웨이퍼(130) 사이의 거리(D)가 100㎛ 미만인 경우에는 웨이퍼(130)의 표면이 손상된다는 문제점이 있으며, 200㎛를 초과하는 경우에는 세정효과가 현저하게 떨어진다는 문제점이 있다.
펨토초 레이저와 같은 초단 펄스 레이저(short pulse laser)는 낮은 레이저 에너지로도 짧은 펄스폭에 의한 높은 첨두출력이 가능하여 플라즈마를 생성시킬 수 있다.
즉, 펄스가 존재하는 시간이 짧아 시편에 미치는 열적인 효과는 거의 무시되므로 펨토초 레이저의 주된 세정 메커니즘은 플라즈마 충격파에 의한 것으로 볼 수 있다.
또한, 도 2를 참고하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법은 상기 펨토초 레이저(210)의 빔 축(A)과 웨이 퍼(230) 표면이 평행하도록 장착되며, 상기 펨토초 레이저(210)의 빔을 플라즈마 셀프 필라멘트인 라인 형태로 조사함으로써 상기 웨이퍼(230)의 표면을 세정한다.
이는 펨토초 레이저에서만 가능한 플라즈마 셀프 채널링(plasma self-channeling)을 이용한 것으로서, 초점거리(focal length)가 긴 렌즈를 이용하여 라인(플라즈마 셀프 필라멘트, plasma self-filament) 형태의 플라즈마를 형성시킴으로써 웨이퍼(230) 상단에서부터 레이저(210) 빔의 초점까지의 수직거리(G)를 플라즈마 점 형태로 구현한 경우에 비하여 광대역에 유리할 수 있다.
따라서 상기 펨토초 레이저(210)의 빔 축(A)과 웨이퍼(230)가 평행을 유지한 상태에서 웨이퍼(230)를 고정하는 스테이지만을 평행 이동시키며 스캔하듯이 세정 공정을 진행한다.
즉, 이와 같이 펨토초 레이저(210)에 의해 플라즈마 셀프 필라멘트인 라인 형태의 빔으로 세정을 수행하는 경우, 상기 웨이퍼(230) 표면에 직접적인 손상을 주지 않을 뿐 아니라 스테이지만을 평행이동시킴으로써 선택적 세정이 아닌 넓은 면적을 세정할 수 있어 웨이퍼(230) 표면이 넓은 광대역을 세정하는데 보다 바람직하다.
이와 같이, 상기 펨토초 레이저의 빔은 이와 같이 유기 집광으로 인한 플라즈마 점 형태뿐만 아니라 라인(플라즈마 셀프 필라멘트, plasma self-filament) 형태로 구현할 수 있다.
도 3은 도 2에 나타낸 건식세정방법에 의해 플라즈마 셀프 필라멘트인 라인 형태의 빔을 촬영한 DSC 사진이다.
도 3에 나타난 바와 같이, 초점 거리(focal length)를 30cm로 하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법을 통한 플라즈마 셀프 필라멘트는 라인 빔 형태이므로 광대역을 세정하는데 있어서 보다 유용하게 사용될 수 있다.
아울러, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법에 있어서, 상기 펨토초 레이저(210)의 빔 축(A)과 웨이퍼(230) 사이의 거리(D) 및 상기 펨토초 레이저(210)의 펄스폭, 펄스에너지, 반복률, 출력 및 스캔 속도에 대한 조건은 상술한 펨토초 레이저(110)의 빔 축(A)과 웨이퍼(130) 사이의 거리(D) 및 상기 펨토초 레이저(110)의 펄스폭, 펄스에너지, 반복률, 출력 및 스캔 속도에 대한 조건과 동일하므로 이에 대한 반복적인 설명은 생략하도록 한다.
이하에서는, 하기 실험예 1에 나타낸 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼 표면의 형광 나노입자제거실험을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 펨토초 레이저에 의한 웨이퍼의 건식세정방법의 장점과 특성을 설명하도록 한다.
실험예
1 :
펨토초
레이저 건식세정을 이용한 형광 나노입자의 제거
1) 실험준비
실험에 사용된 레이저는 Quantronix사의 Integra 모델로서, 근적외선 영역인 800nm에서 최적의 증폭이 이루어지고, 펄스폭(FWHM) 100fs, 펄스에너지 3.0mJ, 반복률 1kHz를 갖는 고출력 펨토초 레이저이다.
세정시스템은 펨토초 레이저와 빔 전송을 위한 광학계, X-Y 스테이지, Z축 슬라이드로 구성되는데, 상기 X-Y 스테이지(X, Y stage)는 CAD로 설계된 가공경로를 표현하고 Z-슬라이드를 통해 가공초점을 결정한다.
그 외에 레이저를 가공물까지 전달하기 위한 미러와 출력 조절을 위한 ND 필터 및 감쇄기(attenuator)가 그 중간에 위치하고 있으며, 상기 펨토초 레이저는 1kHz의 펄스 형태로 연속적으로 출력되므로 가공을 위해서는 레이저 On/Off 셔터가 사용되며 스테이지와 함께 PMAC 모션 컨트롤러를 통해 구동하였다.
세정경로는 CAD로 설계된 DXF 및 PLT 파일을 컨버팅 프로그램을 통해 PMAC 코드로 변경 후 소프트웨어에 입력하였고, 가공용 대물렌즈와 동일한 축에 설치된 아날로그 CCD를 통해 레이저 초점을 결정하고 가공 상태를 모니터링할 수 있도록 하였다.
또한, 세정 효과를 판단하기 위해서는 레이저 장비에서부터 세정 후 결과를 비교할 수 있는 나노입자의 카운팅까지 완벽한 클린룸(clean room)에서 운영하여야 한다는 제한이 있기 때문에 이러한 제한을 피하고자 형광입자를 도포한 웨이퍼를 형광현미경(fluorescent microscope)로 관찰함으로써 세정성능을 평가하는 방법을 사용하였다.
형광 나노입자를 이용한 실험은 형광 발현되는 입자의 제거 여부로 세정 효과를 확인하게 되므로 레이저 세정 전후에 개입될 수 있는 오염원으로부터 영향을 받지 않는 장점이 있으며, 실험에는 폴리머 계열의 100nm급 나노입자를 제조하고 이를 증류수에 용해시켜 20mm×20mm 크기로 절단한 웨이퍼에 도포한 후 건조한 시편을 사용하였다.
2) 세정실험의 수행
세정실험은 펨토초 레이저 출력을 1.15W로 고정한 후 20x(NA0.4) 대물렌즈를 사용하여 0.5mm/s 속도로 스캔하는 방법으로 진행하고, 상기 펨토초 레이저와 웨이퍼 사이에는 재오염이 발생하지 않도록 에어 블로윙(Air blowing) 및 흡입(suction)을 수행하였다.
상기 실험을 통하여 웨이퍼와 레이저 빔 축 간의 거리를 유일한 실험변수로 조절하였으며, 레이저 조사 후 이를 형광현미경으로 관찰하여 잔류 형광입자 결과를 비교하였다.
여기서, 세정 실험 수행 전의 웨이퍼를 비교예 1로 정하였으며, 상기 웨이퍼와 레이저 빔 축 간의 거리에 따라 각각 실시예 1은 50㎛, 실시예 2는 100㎛, 실시예 3은 150㎛, 실시예 4는 200㎛, 실시예 5는 250㎛, 실시예 6은 300㎛, 실시예 7은 400㎛로 하여 건식세정을 수행하였다.
3) 레이저에 의한 웨이퍼의 손상확인
상기 펨토초 레이저의 출력을 1.15W로 일정하게 고정하고, 레이저 빔 축과 웨이퍼의 면이 평행하도록 나란하게 유지한 후, 상기 펨토초 레이저의 초점이 웨이퍼 상단에서 1mm의 거리에 있는 지점의 수평선상에 위치하도록 레이저를 조사하면서 상기 레이저 빔 축과 웨이퍼 간의 거리를 조절함으로써 실시예 1 내지 실시예 7과 같은 레이저를 이용한 건식세정방법을 수행하였다.
그 결과, 도 4a에 나타난 바와 같이 실시예 1에서는 직접적인 웨이퍼 손상이 일어난 것을 확인할 수 있었다. 또한, 도 4b에 나타난 바와 같이, 실시예 2에서는 Kerr효과에 의한 손상이 관찰되었으며, 도 4c에 나타난 바와 같이, 실시예 3에서는 어떠한 영향도 관찰되지 않았다.
따라서 상기 펨토초 레이저로 레이저 건식세정방법을 수행할 때, 웨이퍼 손상을 방지할 수 있는 웨이퍼와 레이저 빔 축 간의 최소 거리는 100~150㎛인 것을 확인하였다.
4) 레이저 건식세정에 의한 세정효과
펨토초 레이저에 의한 세정 효과실험은 100nm급 형광 폴리머 입자가 도포된 웨이퍼에서 형광 현미경으로 세정 전후를 비교함으로써 보다 용이하게 그 특성을 확인하였다.
도 5a 내지 도 5h는 a)레이저 세정 전과, 레이저 빔 축과 웨이퍼 간의 거리를 각각 b)50㎛, c)100㎛, d)150㎛, e)200㎛, f)250㎛, g)300㎛ 및 h)400㎛로 하여 펨토초 레이저 세정 후 웨이퍼의 형광현미경 상이다.
도 5b를 참고하면, 실시예 1에서는 형광 입자가 완전히 제거된 모습이나 직접적인 웨이퍼 손상에 의한 것이므로 세정이라 할 수 없다.
도 5c 내지 도 5e를 참고하면, 실시예 2 내지 실시예 4에서는 형광 입자 웨이퍼 제작시 물결 형태로 고착된 흔적까지 제거되는 세정 효과를 볼 수 있었으며, 도 5f 내지 도 5h에 나타난 바와 같이, 실시예 5 내지 실시예 7에서는 비교적 큰 입자만 제거되었을 뿐 미세한 입자에 대한 세정 효과는 크지 않았다.
4) 레이저 건식세정에 의한 상대적인 입자수 비교
이어서, 정량적인 세정 효과 비교를 위해 형광현미경 관측한 사진을 각각 500×500 픽셀의 일정한 크기로 잘라낸 후 상용 이미지 분석 프로그램 iSolution DT의 객체 식별 기능으로 잔류 형광 입자 수를 비교하였다.
이때 형광 입자로 판단되는 개체가 선택되도록 스레숄드(threshold) 값을 설정하고, 여기에 노이즈가 계산되는 것을 줄이기 위해 면적이 4 픽셀보다 작은 데이터는 제외하였다.
도 6은 도 5a 내지 도 5h를 통하여 건식 세정이 수행된 웨이퍼 상의 상대적인 형광 입자 수를 나타낸 그래프이다.
도 6을 참고하면, 동일한 스레숄드 조건을 적용하여 상대적인 형광 입자 수를 카운팅한 결과 및 레이저 충격파에 의한 입자 제거율을 비교하기 위해 비교예 1의 레이저 세정 전의 웨이퍼의 상대적인 입자 수를 카운팅한 결과를 나타내었다.
도 6에 나타난 바와 같이, 실시예 1에서는 웨이퍼 손상으로 인해 형광 입자가 전혀 관찰되지 않았으나, 실시예 2 내지 4에서는 10개 미만의 상대적인 입자 수로 형광 입자가 잔류하였다.
또한, 실시예 5에서는 입자 수가 증가하기 시작하였고, 실시예 6 및 7에서는 세정 전과 대비하여 30%이상의 입자가 잔류하는 것을 확인하였다.
따라서, 도 6을 참고하면, 본 발명의 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법에 따라 웨이퍼에 손상을 주지 않으면서 최대의 세정 효과를 볼 수 있는 영역은 레이저 초점과 웨이퍼와의 거리가 100~200㎛인 경우로 나타났으며, 이는 세정 전의 입자 수를 나타낸 비교예 1과 대비하여 최대 97%제거율을 나타내었다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법을 나타낸 개략도이고,
도 2는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법을 나타낸 개략도이고,
도 3은 도 2에 나타낸 건식세정방법에 의해 플라즈마 셀프 필라멘트인 라인 형태의 빔을 촬영한 DSC 사진이고,
도 4a 내지 도 4c는 초점거리를 각각 a)50㎛, b)100㎛ 및 c)150㎛로 하여 펨토초 레이저 세정 후 손상된 웨이퍼의 현미경 상이고,
도 5a 내지 도 5h는 a)레이저 세정 전 및 레이저 빔 축과 웨이퍼 간의 거리를 각각 b)50㎛, c)100㎛, d)150㎛, e)200㎛, f)250㎛, g)300㎛ 및 h)400㎛로 하여 펨토초 레이저 세정 후 웨이퍼의 형광현미경 상이고,
도 6은 도 5a 내지 도 5h를 통하여 건식 세정이 수행된 웨이퍼 상의 상대적인 형광 입자 수를 나타낸 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110, 210 : 펨토초 레이저 130, 230 : 웨이퍼
Claims (4)
- 실리콘 웨이퍼 상의 오염물질을 제거하는 레이저를 이용한 건식세정방법에 있어서,펨토초 레이저의 빔 축과 웨이퍼 표면이 평행하도록 상기 펨토초 레이저를 조사하여 상기 웨이퍼 표면을 세정하되,상기 펨토초 레이저의 빔은 유기 집광으로 인한 플라즈마 점 형태 또는 플라즈마 셀프 필라멘트인 라인 형태로 구현된 것을 특징으로 하는 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 펨토초 레이저의 빔 축과 웨이퍼 사이의 거리는 100~200㎛인 것을 특징으로 하는 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법.
- 제 3항에 있어서,상기 펨토초 레이저의 펄스폭은 100fs이고, 펄스에너지는 3.0mJ이며, 반복률은 1kHz인 것을 특징으로 하는 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080042880A KR100931001B1 (ko) | 2008-05-08 | 2008-05-08 | 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080042880A KR100931001B1 (ko) | 2008-05-08 | 2008-05-08 | 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20090117020A KR20090117020A (ko) | 2009-11-12 |
| KR100931001B1 true KR100931001B1 (ko) | 2009-12-10 |
Family
ID=41601559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020080042880A KR100931001B1 (ko) | 2008-05-08 | 2008-05-08 | 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100931001B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10334737B2 (en) | 2016-06-10 | 2019-06-25 | Samsung Display Co., Ltd. | Flexible display device and manufacturing method thereof |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001300749A (ja) * | 2000-04-17 | 2001-10-30 | Fuji Xerox Co Ltd | レーザ加工方法、レーザ加工物の製造方法及びクリーニング方法 |
| KR20020088661A (ko) * | 2001-05-19 | 2002-11-29 | 주식회사 아이엠티 | 충격파를 이용한 건식 표면 클리닝 장치 |
-
2008
- 2008-05-08 KR KR1020080042880A patent/KR100931001B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001300749A (ja) * | 2000-04-17 | 2001-10-30 | Fuji Xerox Co Ltd | レーザ加工方法、レーザ加工物の製造方法及びクリーニング方法 |
| KR20020088661A (ko) * | 2001-05-19 | 2002-11-29 | 주식회사 아이엠티 | 충격파를 이용한 건식 표면 클리닝 장치 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10334737B2 (en) | 2016-06-10 | 2019-06-25 | Samsung Display Co., Ltd. | Flexible display device and manufacturing method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20090117020A (ko) | 2009-11-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110385521B (zh) | 一种用于碳化硅快速深刻蚀的飞秒激光加工装置及方法 | |
| CN108260349B (zh) | 用于降低光电子产率和/或二次电子产率的方法和装置 | |
| US20060249480A1 (en) | Laser machining using an active assist gas | |
| US5961860A (en) | Pulse laser induced removal of mold flash on integrated circuit packages | |
| JP2005294325A (ja) | 基板製造方法及び基板製造装置 | |
| CN104181781A (zh) | 用于清洁光掩模的设备和方法 | |
| JP2010050138A (ja) | 微細周期構造形成方法 | |
| CN102989720A (zh) | 一种激光辅助清除基体表面纳米颗粒的方法和装置 | |
| CN103426736A (zh) | 单晶硅倒金字塔绒面的激光化学次序可控制备方法 | |
| KR100931001B1 (ko) | 펨토초 레이저를 이용한 웨이퍼의 건식세정방법 | |
| CN112979170B (zh) | 一种激光辅助的化学腐蚀加工方法 | |
| CN103803485A (zh) | 激光直写玻璃表面制备光学微结构的方法 | |
| KR20100128130A (ko) | 레이저 충격파 세정 장치 및 그 방법 | |
| CN111992543B (zh) | 一种激光等离子体光丝清洗法 | |
| JP2014064965A (ja) | 異物除去装置、異物除去方法 | |
| CN115365230B (zh) | 一种均匀水膜晶圆颗粒物无损激光清洗方法 | |
| CN113523578B (zh) | 飞机蒙皮化学辅助湿式激光脱漆方法 | |
| JP2003303800A (ja) | 表面洗浄装置および表面洗浄方法 | |
| CN108620737A (zh) | 激光直写玻璃表面制备光学微结构的方法 | |
| Park et al. | Removal of nanoparticles on silicon wafer using a self-channeled plasma filament | |
| CN115121888A (zh) | 一种叠层陶瓷基板表面微结构的加工方法 | |
| KR100391226B1 (ko) | 레이저 빔 분할 장치 및 이를 이용한 표면처리 방법 | |
| Lee et al. | Comparison of ns and ps pulses for Si and glass micromachining applications | |
| KR20040044317A (ko) | 펄스 레이저 유기 충격파를 이용한 금속표면 세정방법 및세정장치 | |
| Kane et al. | Laser cleaning of particles from surfaces: issues relating to sample preparation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20080508 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20090824 Patent event code: PE09021S01D |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20091128 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20091202 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20091203 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20121114 Year of fee payment: 4 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20121114 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130904 Year of fee payment: 5 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20130904 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140917 Year of fee payment: 6 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20140917 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee | ||
| PC1903 | Unpaid annual fee |
Termination category: Default of registration fee Termination date: 20161209 |