KR101055882B1

KR101055882B1 - 웨이퍼로부터 회로 패턴들을 제거하는 방법

Info

Publication number: KR101055882B1
Application number: KR1020097010994A
Authority: KR
Inventors: 스티븐 알. 코딩; 데이비드 도미나; 제임스 엘. 하디; 티모시 크라이완크지크
Original assignee: 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2011-08-09
Also published as: US7666689B2; WO2008073977A2; WO2008073977A3; US20080139088A1; JP2010512670A; KR20090085647A; TW200839859A; JP5506394B2

Abstract

본 발명의 방법은 입자 타격 도구(particle blasting tool)(200)을 사용하여 패턴화된 구조들을 포함하는 웨이퍼(206)을 수용한다. 그 다음 본 발명의 방법에서 입자들은 패턴화된 구조들에게로 쏘아진다. 그러면 그 입자들은 미리 결정된 속도로 패턴화된 구조들에 접촉하여 패턴화된 구조들을 제거한다. 입자들을 웨이퍼 (206)에 쏘는 이 프로세스는 웨이퍼 (206)에 패턴화된 모든 구조들이 거의 완전하게 제거되었을 때 입자들을 쏘는 것을 중단하도록 제어된다. 이 프로세스는 입자들과 3 미크론과 동일한 크기이거나 3 미크론보다 작은 크기로 선택되는 것을 더 포함한다. 예를 들어, 상기 입자들은 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물, 세륨과 플라스틱이 될 수 있다. 입자 크기를 3 미크론과 동일하게 혹은 작게 유지함에 의해서, 상기 타격은 웨이퍼 표면을 거의 완전하게 매끄럽게 하고, 그것에 의해 그 다음에 올 웨이퍼 폴리싱 공정의 필요는 생략된다. 또한 이러한 프로세싱에 의해서 생산된 웨이퍼(206)은 습식 프로세싱 공정에 의해 처리된 웨이퍼들의 고도로 스트레스 받은 격자 및 잘 부서지는 성질을 나타내지 않는다.

Description

웨이퍼로부터 회로 패턴들을 제거하는 방법{METHOD TO REMOVE CIRCUIT PATTERNS FROM A WAFER}

본 발명은 일반적으로 이전에 처리된 웨이퍼들(previously processed wafers)의 재사용에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 웨이퍼들로부터 상당한 양의 실리콘을 제거함이 없이 웨이퍼들로부터 패턴화된 구조들(patterened structures)을 제거하기 위해서 입자 타격(particle application)을 사용하는 개선된 프로세스에 관한 것이다.

해마다 많은 돈을 제조공정들(manufacturing operations)을 감시하는데(monitor) 사용된 실리콘 웨이퍼들에 사용한다. 그러한 비용을 줄이기 위해서, 상기 감시용 웨이퍼들(the monitoring wafers)은 팔려지거나, 재활용되거나(recycle) 혹은 재사용된다(reclaim). 한가지 문제는 웨이퍼들(제품 혹은 감시용 웨이퍼들) 상의 회로 패턴들은 재산적 가치(proprietary)가 있는 것이고 따라서 재사용 혹은 판매목적으로 벤더들에게 반출되어서는 안되는 것이다.

그러한 패턴들을 제거하는 한가지 해결방법은 습식욕조(wet bath)(HF, HNO3, H2O2, S, P, HCL, 등과 같은)에 그러한 패턴들을 오랫동안 담가두는 것(a prolonged exposure)이다. 습식욕조에 담가두는 이러한 처리는 모든 필름들을 확실 히(indeed) 제거할 수는 있지만, 또한 이러한 처리는 종종 심각한 대량의 실리콘(significant bulk silicon)의 제거를 가져온다. 왜냐하면 제거되어야 하는 재료들(materials)이 특성에 있어서 실리콘과 유사하기 때문이다. 더욱이, 필름이 균일하게 덮여 있지 않으면 불균일 에칭 반점들(non uniform etch spots)을 만들어 낸다. 그 결과 습식욕조 프로세싱을 거친 웨이퍼 제품은 스트레스를 많이 받은 격자(a highly stress lattice)라서 재가공 사이클(a rework cycle) 후에 부서지기 쉽다. 또한 그러한 프로세싱은 전용 습식욕조(the dedicated wet tank), 처리를 위한 화학물질들(the chemicals)의 필요하기 때문에, 그리고 그러한 처리에 사용된 화학물질들을 처분해야 하기 때문에 비용이 증가 된다.

패턴화된 구조들을 제거하기 위한 다른 방법은 층별 제거 프로세스(a layer by layer removal process)를 수행하는 것이다. 그러한 프로세스에서는, 각 층은 건식 에칭 공정(dry etching)과 함께 특별한 습식 화학적 공정(specific wet chemistry) 사용하여 (한번에 하나씩) 제거된다. 그러한 프로세싱은 실리콘 기판의 손상은 최소화하지만 전용 도구들(dedicated tools)을 필요로 한다는 점을 포함하여 높은 비용이 들어간다. 또한 그러한 프로세싱은 시간과 노력이 많이 들고 래핑(lapping)과 그라인딩(grinding)을 필요로 한다.

또한, 그러한 층별 프로세싱은 웨이퍼들을 부서지게 할 수 있는 격자손상(lattice damage)을 가져올 수 있으며, 그리고 후처리 폴리싱(post-processing polishing)을 요구한다.

앞서 설명한 것처럼 본 발명의 한 실시 예는 실리콘 웨이퍼들로부터 패턴화된 구조들을 제거하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 그러한 웨이퍼들은 제조공정 제어 웨이퍼들(manufacturing control wafers)로서 종종 사용되며, 사용 가능한 칩들(usuable chips)을 포함하는 제품 웨이퍼들(production wafers)은 아니다. 상기 방법은 입자 타격 도구(particle blasting tool)을 사용하여 패턴화된 구조들을 포함하는 제조공정 제어 웨이퍼들을 수용한다(hold).

상기 방법은 패턴화된 구조들에게로 입자들을 쏘아서(direct), 입자들이 미리 정해진 속도로 패턴화된 구조들에 접촉하여 패턴화된 구조들을 제거할 수 있도록 한다. 입자들은 압축공기분사 장치(a compressed air stream)와 같은 고속 장치(some high velocity)장치를 사용하여 웨이퍼 쪽으로 쏜다. 입자들을 웨이퍼에 쏘는 이러한 프로세스는 웨이퍼로부터 모든 패턴화된 구조들이 실질적으로(substantially) 제거되었을 때, 입자들을 쏘는 것을 멈추도록 제어된다. 입자들을 쏘는 것이 멈추어진 후에 그 웨이퍼는 재활용 웨이퍼(recycled wafer)로 즉시 사용 가능하고 이 웨이퍼 위에는 추가의 폴리싱, 래핑 혹은 그라인딩 없이 구조들 및 층들이 형성될 수 있다. 만일 일부 구조들이 남아있는 경우에도 그러한 구조들은 임의적(random)이어서 이전에 존재했던 패턴들을 공개하지 않는다.

이 프로세스는 또한 입자들을 3 미크론과 동일한 사이즈이거나 3 미크론 보다 작은 것을 선택하는 것을 포함한다. 예를 들어, 상기 입자들은 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물, 세륨(cerium) 및/혹은 플라스틱을 포함할 수 있다. 입자 사이즈를 3 미크론과 동일 혹은 적게 유지함에 의하여 타격공정(blasting)은 웨이퍼 표면을 거의 완전하게 매끄럽게(substantially smooth) 하여서, 이 때문에 이 공정 다음에 웨이퍼 폴리싱 공정이 필요 없게 한다. 더욱이 이러한 공정으로 생산된 웨이퍼들은 앞에서 언급한 습식 프로세싱에 의하여 처리된 웨이퍼들의 높은 스트레스 격자(the highly stress lattice)와 부서지기 쉬운 성질을 나타내지 않는다.

이들 본 발명의 실시 예들과 다른 실시 예들은 아래에 서술된 상세한 설명과 첨부된 도면을 참고할 때 좀더 잘 이해될 것이다. 그러나 본 발명이 제대로 이해되었다면, 본 발명의 바람직한 실시 예들과 몇 가지 특별한 세부사항들을 포함하는 아래의 상세한 설명은 어디까지나 본 발명을 설명하기 위한 것이고 본 발명이 여기에 한정되는 것이 아님을 이해할 것이다. 본 발명의 정신의 범위를 벗어남이 없이 본 발명의 실시 예의 범위 내에서 많은 변경과 수정이 만들어질 수 있고 본 발명의 실시 예들은 그러한 모든 수정들을 포함한다.

본 발명의 실시 예들은 첨부된 도면들을 참조하여 아래의 상세한 설명으로부터 잘 이해될 수 있을 것이다. 도면의 간단한 설명은 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하는 흐름도이다.

도 2는 입자 타격 도구에 관한 개략도이다.

본 발명의 실시 예들과 다양한 특징들과 세부적인 장점들은 아래의 상세한 설명과 첨부한 도면들에서 설명된 제한 없는 실시 예들을 참조하여 좀 더 충분히 설명될 것이다. 도면에서 묘사된 특징들이 실제 있는 그대로(to scale) 그려진 것 은 아니라는 것을 이해해야한다. 잘 알려진 요소들(components) 및 프로세싱 기술들에 관한 설명은 본 발명의 실시 예들을 설명하는데 불필요하게 방해받지 않기 위해 생략되었다. 여기서 사용된 실시 예들은 단지 본 발명의 실시 예들을 실시하는데 이해를 돕고 더 나아가서 당업자가 본 발명의 실시 예들을 실시할 수 있도록 하기 위한 것이다. 따라서, 여기서 소개하는 실시 예들이 본 발명의 실시 예들의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다.

본 발명의 한 실시 예는 실리콘 웨이퍼들로부터 패턴화된 구조들을 제거하는 방법을 제공하는 것이다. 이 방법은 도 1의 단계(100)에 서 보듯이 입자 타격 도구(a particle blasting tool)를 사용하여 패턴화된 구조들을 포함하는 웨이퍼를 수용한다(hold). 이 웨이퍼는 제조공정 제어 웨이퍼로서 이전에 사용된 것이며 이전의 프로세싱 후 웨이퍼 칩들로 분할되지 않았던 것이다.

입자들이 웨이퍼에 타격 되기 전에, 상기 방법은 3 미크론과 같은 혹은 작은 크기를 갖는 입자들을 선택한다(단계 102). 예를 들어, 상기 입자들은 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물, 세륨(cerium) 혹은 플라스틱을 포함할 수 있다. 입자의 크기를 3 미크론과 같거나 적게 유지함으로써 타격은 웨이퍼 표면을 거의 완전하게 매끄럽게 해서 (substantially smooth), 이 때문에 그 다음에 웨이퍼 폴리싱 공정을 필요하지않는다. 더 나아가서 이러한 방법으로 생산된 웨이퍼들은 위에서 설명한 바와 같이 습식 프로세싱에 의해서 처리된 웨이퍼들의 고도로 스트레스 받은 격자(the highly stressed lattice) 및 부서지기 쉬운 성질(fragile nature)을 보여주지 않는다.

상기 방법은 입자들을 패턴화된 구조들로 향하여 쏘아서(단계 104), 입자들이 패턴화된 구조들을 제거하기에 충분한 미리 정해진 속도로 그 패턴화된 구조들을 접촉하게(때리게, 타격하게, 등) 한다. 상기 입자들은 웨이퍼를 타격하기 위하여 공기 압축 장치(a compressed air stream)와 같은 고속 장치를 사용하여 웨이퍼를 향하여 쏘아진다(directed).

웨이퍼에 입자들을 쏘는 이 프로세스는 패턴화 된 구조들이 모두 실질적으로 제거되었을 때 입자들을 쏘는 것을 중단하도록 제어된다(단계 106). 상기 입자들을 쏘는 것을 중단한 후에 상기 웨이퍼는 재활용 웨이퍼(a recycled wafer)로서 즉시 이용이 가능해서 추가의 폴리싱 없이 이 웨이퍼 상에서 구조들 및 층들이 형성될 수 있다. 어떤 구조들 혹은 일부 구조들이 남아있다 하더라도, 그러한 구조들은 임의적이라서(random) 이전에 존재했던 패턴들 중 어느 것도 공개하지 않는다.

도 2는 입자 타격 도구의 개략도이며, 이 도구는 웨이퍼(206)를 들어올리는 처크(chuck)(206)을 포함한다. 입자 흐름(the particle stream)(208)은 가압장치(a pressurized device)(202)에 의해 발생 되어, 고속으로 웨이퍼(206)를 향해서 쏘아지고 그 결과 웨이퍼 상의 패턴화된 구조들이 제거된다.

그러므로, 위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에서는, 입자 타격(a particle blast)이 패턴을 가지고 있는 웨이퍼의 표면에 가해지게 된다. 입자들은 압력이 있는 상태에서 웨이퍼 표면에 가해져서 패턴과 적은 양의 실리콘을 제거한다. 압력, 기간, 등과 같은 변수들(parmeters)은 제거되어야 할 물질과 시간 요건(time requirements)에 따라서 변경될 수 있다.

본 발명의 구체적인 실시 예들에 관한 앞의 설명은 본 발명의 일반적인 특징을 아주 완전히 드러낸 것이어서, 다른 사람들이, 본 발명의 일반적인 개념을 벗어나지 않고도, 현재의 지식을 활용하여, 다양한 응용을 위하여, 그러한 구체적 실시 예들을 쉽게 수정하거나 개조할 수 있다. 그러므로, 그러한 개조와 수정들은 본 출원에서 공개한 실시 예들과 균등의 목적 및 범위 내에 있는 것으로 이해되어야 하고 또한 이해될 것이다. 또한 본 출원에서 사용된 용어 및 전문어는 본 발명의 설명을 위해서 사용된 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 그러므로, 본 발명의 실시 예들은 바람직한 실시 예들의 관점에서 설명되었다 하더라도, 이 분야에 통상의 지식을 가진 자들은 본 발명의 실시 예들을 실시하는데 있어서 첨부된 청구 항들의 정신과 범위 내에서 수정이 가능함을 이해할 것이다.

Claims

실리콘 웨이퍼들로부터 패턴화된 구조들을 제거하는 방법에 있어서,

입자 타격 도구(particle blasting tool)를 사용하여 패턴화된 구조들을 포함하는 웨이퍼를 수용하는(holding) 단계;

입자들이 미리 결정된 속도로 상기 패턴화된 구조들에 접촉하여 상기 패턴화된 구조들을 제거하도록, 상기 입자들을 상기 패턴화된 구조들에 쏘는(directing) 단계-상기 입자들의 상기 쏘는 단계는 상기 입자들의 크기가 3 미크론과 동일한 크기이거나 3 미크론보다 작은 크기로 선택되는 단계를 더 포함-; 및

상기 패턴화 된 구조들이 모두 상기 웨이퍼로부터 제거되었을 때 상기 입자들을 쏘는 것을 중단하도록 상기 입자들의 상기 쏘는 것을 제어하는(controlling) 단계를 포함하되,

상기 입자들의 상기 쏘는 것이 중단된 후, 상기 웨이퍼가 추가의 폴리싱(polishing) 없이 구조들(structures) 및 층들(layers)이 형성될 수 있는 재활용 웨이퍼(a recycled wafer)로서 즉시 이용 가능하게 되는

웨이퍼를 재사용하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 입자들은 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물, 세륨과 플라스틱 중 적어도 하나를 포함하는

웨이퍼를 재사용하는 방법.
삭제
실리콘 웨이퍼들로부터 패턴화된 구조들을 제거하는 방법에 있어서,

입자 타격 도구(particle blasting tool)를 사용하여 패턴화된 구조들을 포함하는 웨이퍼를 수용하는(holding) 단계-상기 웨이퍼는 이전에 제조공정 제어 웨이퍼로서 사용되었던 것이고 이전의 프로세싱 후에 웨이퍼 칩으로 분할되지 않은 것임 -;

입자들이 미리 결정된 속도로 상기 패턴화된 구조들에 접촉하여 상기 패턴화된 구조들을 제거하도록, 상기 입자들을 상기 패턴화된 구조들에 쏘는(directing) 단계-상기 입자들의 상기 쏘는 단계는 상기 입자들이 3 미크론과 동일한 크기이거나 3 미크론보다 작은 크기로 선택되는 단계를 더 포함-; 및

상기 패턴화된 구조들이 모두 상기 웨이퍼로부터 제거되었을 때 상기 입자들을 쏘는 것을 중단하도록 상기 입자들의 상기 쏘는 것을 제어하는(controlling) 단계를 포함하되,

상기 입자들의 상기 쏘는 것이 중단된 후, 상기 웨이퍼가 추가의 폴리싱(polishing) 없이 구조들(structures) 및 층들(layers)이 형성될 수 있는 재활용 웨이퍼(a recycled wafer)로서 즉시 이용 가능하게 되는

웨이퍼를 재사용하는 방법.
제 4항에 있어서, 상기 입자들은 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물, 세륨과 플라스틱 중 적어도 하나를 포함하는

웨이퍼를 재사용하는 방법.
삭제