KR101242246B1 - 웨이퍼 오염 측정장치 및 웨이퍼의 오염 측정 방법 - Google Patents
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Abstract
실시예는 웨이퍼 오염 측정장치 및 웨이퍼의 오염 측정 방법에 관한 것이다.
실시예에 따른 웨이퍼 오염 측정장치는 웨이퍼를 정렬하는 웨이퍼 정렬 장치; 상기 정렬된 웨이퍼를 이동하는 로딩 로봇; 상기 로딩된 웨이퍼를 회전하는 회전 스테이지; 상기 웨이퍼에 대한 자연 산화막 식각용액과 금속 오염 회수용액을 머금을 수 있도록 제작된 스캔 로봇(Scan Robot); 및 소정의 식각용액과 회수용액을 수용할 수 있는 용기;를 포함하며, 상기 스캔 로봇은 상기 웨이퍼 에지부(edge region)에 존재하는 산화막을 제거할 수 있다.
실시예에 따른 웨이퍼 오염 측정장치는 웨이퍼를 정렬하는 웨이퍼 정렬 장치; 상기 정렬된 웨이퍼를 이동하는 로딩 로봇; 상기 로딩된 웨이퍼를 회전하는 회전 스테이지; 상기 웨이퍼에 대한 자연 산화막 식각용액과 금속 오염 회수용액을 머금을 수 있도록 제작된 스캔 로봇(Scan Robot); 및 소정의 식각용액과 회수용액을 수용할 수 있는 용기;를 포함하며, 상기 스캔 로봇은 상기 웨이퍼 에지부(edge region)에 존재하는 산화막을 제거할 수 있다.
Description
실시예는 웨이퍼 오염 측정장치 및 웨이퍼의 오염 측정 방법에 관한 것이다.
실리콘 웨이퍼(silicon wafer)를 이용한 반도체 소자의 고집적화, 미세화에 수반하여 반도체소자의 성능을 현저하게 떨어지게 하는 원인이 되는 실리콘 웨이퍼(silicon wafer) 상에 존재하는 불순물의 감소는 중요한 과제이다 . 따라서, 이러한 불순물, 특히 금속 불순물을 고정밀도로 분석 및 관리하는 것이 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)의 품질을 유지하기 위해서 중요하다.
종래기술에 의하면, 실리콘 웨이퍼의 에지(Edge) 부위에 존재하는 금속오염을 측정하는 방법으로 챔버 내에 웨이퍼를 거치하고 불화수소산을 증기로 만들어 챔버 내로 유입시켜 웨이퍼 전체 표면에 존재하는 산화막을 제거한 후 불화수소, 과산화수소, 그리고 염산이 혼합된 용액이 주입된 용기에 웨이퍼 외주부를 침지시켜 웨이퍼가 거치된 스테이지(stage)를 회전하는 것에 의해 웨이퍼 외주부에 존재하는 금속 오염을 추출하여 유도결합플라즈마 질량 분석기를 이용하여 금속 오염을 정성, 정량 분석하는 방법이 있다.
그런데, 종래기술에 의하면 실리콘 웨이퍼의 에지(Edge) 부위만을 분석하는 것이 아니라 에지부위를 포함하여 전면과 후면(Backside) 표면을 약 3mm 정도까지 침범하여 분석을 하게 된다. 이에 따라 종래기술에 의하면 정확히 실리콘의 에지부 만을 분석한다고 할 수 없다.
그리고 종래기술의 경우 구리(Cu) 오염의 회수율을 높이기 위해 불화수소산, 과산화 수소산, 그리고 염산의 혼합 용액을 사용하는데, 하지만 회수용액으로서 염산을 사용하는 경우에는 실리콘 표면에 존재하는 산화막이 분해된 후 표면에 잔존하는 실리콘(Si)과 염산에 존재하는 염소(Cl)가 결합한 물질(28Si35Si) 때문에 유도결합플라즈마 질량 분석 방법에서 63Cu와 질량 간섭이 발생하여 실제로 Cu 오염이 없으나 Cu 오염이 있는 것으로 분석의 오류를 유발할 수 있다.
또한, 종래기술의 경우 실리콘 외주부의 금속 오염 분석을 위해 웨이퍼 전체에 존재하는 산화막을 제거하게 되므로 전면(Front side) 표면 부위에 파티클이 쉽게 흡착하는 표면 상태를 제공하여 금속 오염 분석 외에 다른 측정 샘플로 샘플을 활용하기가 어려운 문제가 있다.
실시예는 실리콘 웨이퍼 에지부의 금속오염을 선택적으로 추출하여 정량, 정성 분석이 가능한 웨이퍼 오염 측정장치 및 웨이퍼의 오염 측정 방법을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 회수용액을 최적화할 수 있는 웨이퍼 오염 측정장치 및 웨이퍼의 오염 측정 방법을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 웨이퍼 오염 측정장치는 웨이퍼를 정렬하는 웨이퍼 정렬 장치; 상기 정렬된 웨이퍼를 이동하는 로딩 로봇; 상기 로딩된 웨이퍼를 회전하는 회전 스테이지; 상기 웨이퍼에 대한 자연 산화막 식각용액과 금속 오염 회수용액을 머금을 수 있도록 제작된 스캔 로봇(Scan Robot); 및 소정의 식각용액과 회수용액을 수용할 수 있는 용기;를 포함하며, 상기 스캔 로봇은 상기 웨이퍼 에지부(edge region)에 존재하는 산화막을 제거할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 웨이퍼의 오염 측정 방법은 웨이퍼를 얼라인(align)한 다음 로딩로봇에 의해 회전스테이지 상에 상기 웨이퍼를 로딩하는 단계; 상기 웨이퍼 에지부(edge region)에 존재하는 산화막을 제거하는 단계; 상기 산화막이 제거된 웨이퍼 에지부 표면의 금속 오염을 회수 용액을 이용하여 채취하는 단계; 및 상기 추출된 회수 용액을 이용하여 금속오염을 분석하는 단계;를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 웨이퍼 오염 측정장치 및 웨이퍼의 오염 측정 방법에 의하면, 실리콘 웨이퍼 에지부의 금속오염을 선택적으로 추출하여 정량, 정성 분석이 가능하다.
또한, 실시예에 의하면 웨이퍼 에지부의 자연산화막만 제거하고 전면(Front side)과 후면(Backside) 표면에 자연 산화막에 손상을 주지 않으며 오염을 최소화 할 수 있으므로 측정 후 다른 측정 샘플로 활용이 가능할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면 회수용액을 최적화하여 오염물질의 회수율을 높임과 동시에 질량분석기의 질량 중첩 현상을 해소하여 분석의 오류를 막을 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 웨이퍼 오염 측정장치의 개략도.
도 2는 실시예에 따른 웨이퍼 오염 측정방법에서 웨이퍼 에지부(edge region)에 존재하는 산화막을 제거하는 단계의 예시도.
도 3은 실시예에 따른 웨이퍼 오염 측정방법에서 웨이퍼 에지부 표면의 금속 오염을 회수 용액을 이용하여 채취하는 단계 예시도.
도 4는 실시예에 따른 웨이퍼 오염 측정방법 적용시 실리콘 웨이퍼 에지 부 금속 오염 측정 회수율 예시도.
도 5는 실시예에 따른 웨이퍼 오염 측정방법 적용시 웨이퍼 에지부 오염 측정 후 웨이퍼 전면(Front side)의 금속 오염 측정 결과 예시도.
도 2는 실시예에 따른 웨이퍼 오염 측정방법에서 웨이퍼 에지부(edge region)에 존재하는 산화막을 제거하는 단계의 예시도.
도 3은 실시예에 따른 웨이퍼 오염 측정방법에서 웨이퍼 에지부 표면의 금속 오염을 회수 용액을 이용하여 채취하는 단계 예시도.
도 4는 실시예에 따른 웨이퍼 오염 측정방법 적용시 실리콘 웨이퍼 에지 부 금속 오염 측정 회수율 예시도.
도 5는 실시예에 따른 웨이퍼 오염 측정방법 적용시 웨이퍼 에지부 오염 측정 후 웨이퍼 전면(Front side)의 금속 오염 측정 결과 예시도.
실시 예의 설명에 있어서, 각 웨이퍼, 장치, 척, 부재, 부, 영역 또는 면 등이 각 웨이퍼, 장치, 척, 부재, 부, 영역 또는 면등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 "상" 또는 "아래"에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
(실시예)
도 1은 실시예에 따른 웨이퍼 오염 측정장치(100)의 개략도이다.
실시예에 따른 웨이퍼 오염 측정장치(100)는 웨이퍼(W)를 정렬하는 웨이퍼 정렬 장치(110)와, 상기 정렬된 웨이퍼를 이동하는 로딩 로봇(120)과, 상기 로딩된 웨이퍼를 회전하는 회전 스테이지(130)와, 상기 웨이퍼에 대한 자연 산화막 식각용액과 금속 오염 회수용액을 머금을 수 있도록 제작된 스캔 로봇(Scan Robot)(140)과 및 소정의 식각용액과 회수용액을 수용할 수 있는 제1 용기(151), 제2 용기(152)를 포함할 수 있다.
상기 스캔 로봇(140)은 3축(X-Y-Z) 이동이 가능할 수 있다.
상기 스캔 로봇(140)은 상기 웨이퍼 에지부(edge region)에 존재하는 산화막을 제거할 수 있다.
또한, 상기 스캔 로봇(140)은 상기 산화막이 제거된 웨이퍼 에지부 표면의 금속 오염을 상기 회수 용액을 이용하여 채취할 수 있다.
예를 들어, 상기 스캔 로봇(140)은 상기 스캔 로봇(Scan robot)의 하단에 구비되며 상기 식각 용액 및 상기 회수용액을 머금을 수 있는 튜브(tube)(142)를 더 포함하며, 상기 튜브 하부의 형상은 사선 방향으로 절단된 형상일 수 있다.
또한, 상기 튜브(142)의 하단 중 절단된 영역이 상기 웨이퍼 에지부 측면에 위치할 수 있다.
상기 웨이퍼 오염 측정장치(100)는 상기 스캔 로봇의 튜브(142)를 세척할 수 있는 제3 용기(154), 제4 용기(156)를 포함할 수 있고, 시료를 담는 바이얼 트레이(vial tray)(158)을 구비할 수 있다. 상기 제3 용기(154)에는 초순수 린스(DIW Rinse)가 담길 수 있고, 상기 제4 용기(156)는 케미컬 린스(Chemical Rinse)가 담길 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 따른 웨이퍼 오염 측정장치 및 웨이퍼의 오염 측정 방법에 의하면, 실리콘 웨이퍼 에지부의 금속오염을 선택적으로 추출하여 정량, 정성 분석이 가능하다.
또한, 실시예에 의하면 웨이퍼 에지부의 자연산화막만 제거하고 전면(Front side)과 후면(Backside) 표면의 자연 산화막에 손상을 주지 않으며 오염을 최소화 할 수 있으므로 측정 후 다른 측정 샘플로 활용이 가능할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면 회수용액을 최적화하여 오염물질의 회수율을 높임과 동시에 질량분석기의 질량 중첩 현상을 해소하여 분석의 오류를 막을 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 실시예에 따른 웨이퍼의 오염 측정 방법을 설명한다.
우선, 웨이퍼(W)를 얼라인(align)한 다음 로딩 로봇(120)에 의해 회전 스테이지(130) 상에 상기 웨이퍼(W)를 로딩한다.
다음으로, 도 2와 같이 웨이퍼(W) 에지부(edge region)에 존재하는 자연 산화막(O)을 제거한다.
예를 들어, 상기 웨이퍼(W) 에지부(edge region)에 존재하는 산화막(O)을 제거하는 단계는 스캔 로봇(Scan Robot)(140)이 식각용액(E)을 채취하여 머금은 상태에서 상기 웨이퍼(W) 에지부로 근접하는 단계 및 상기 웨이퍼 에지부에 접촉하지 않고 소정의 거리(d)를 유지한 상태로 상기 웨이퍼(W)를 거치한 회전 스테이지(130)를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 식각용액(E)은 불화수소산(HF)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 식각용액(E)이 상온에서 휘발하는 성질을 이용하여 웨이퍼 에지부의 자연 산화막만을 선택적으로 제거하는 경우 상기 웨이퍼 에지부와 튜브 사이의 거리(d)는 1mm 이하 일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 식각용액이 기화된 상태에서 소정의 공급장치에 압력이 가해져서 공급되는 경우 1mm 이상도 가능할 수 있다.
상기 스캔 로봇(Scan robot)이 채취하여 머금는 식각용액(E)의 양(V1)은 100μL≤ V1 ≤ 1000 μL일 수 있다. 식각용액(E)의 양이 100μL 미만시 충분히 산화막을 제거할 수 없으며, 1000μL 초과시 식각 용액의 낙하의 우려가 있다.
실시예에서 상기 스캔 로봇(140)은 상기 스캔 로봇(Scan robot)의 하단에 구비되며 식각 용액 또는 회수용액을 머금을 수 있는 튜브(tube)(142)를 포함하며, 상기 튜브(142) 하부의 형상은 사선 방향으로 절단된 형상일 수 있다.
또한, 상기 튜브(142)의 하단 중 절단된 영역이 상기 웨이퍼(W) 에지부 측면에 위치할 수 있다.
상기 웨이퍼 에지부의 자연산화막(O)을 제거한 후 스캔 로봇(Scan robot)의 튜브(142)에 남은 불화수소산(HF)은 드레인(Drain)으로 버릴 수 있으며, 상기 튜브(142)는 제3 용기(154)에서 초순수(DIW) 등에 의해 세척될 수 있다.
다음으로, 도 3과 같이 상기 산화막(O)이 제거된 웨이퍼 에지부 표면의 금속 오염을 회수용액(S)을 이용하여 채취한다.
예를 들어, 상기 웨이퍼 에지부 표면의 금속 오염을 회수 용액을 이용하여 채취하는 단계는 회수용액(S)을 상기 스캔 로봇(Scan Robot)(140)을 이용하여 채취하는 단계와, 상기 회수용액(S)과 상기 웨이퍼 에지 부위를 접촉시키는 단계 및 상기 웨이퍼 회전 스테이지(130)를 회전하면서 상기 웨이퍼 에지부의 금속 오염을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 스캔 로봇(Scan robot)이 채취하여 머금는 회수용액(S)의 양(V2)은 100μL≤ V2 ≤ 1000 μL일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 회수용액의 양(V2)이 100μL 미만시 측정할 수 있는 금속원소의 개수가 작아져서 정확한 측정에 어려움이 있으며, 1000μL 초과시 샘플 볼륨의 커져서 검출결과가 부정적일 수 있다.
실시예에 의하면 상기 스캔 로봇(Scan robot)의 하단에 구비되는 튜브(tube)(142)에서 상기 회수 용액을 머금고, 상기 튜브(142) 하부의 형상은 사선 방향으로 절단된 형상인 튜브를 사용할 수 있다.
예를 들어, 웨이퍼 웨지부의 금속 오염을 채취하기 위해 회수용액(S)과 웨이퍼 에지 부위를 접촉시킨다. 이때 회수용액(S)을 머금고 있는 튜브(142)의 형상이 중요하다. 실시예에 의하면 스캔 로봇(140)이 웨이퍼의 위쪽에 있으므로 튜브(142)를 사선 방향으로 절단한 상태로 제작하고 위쪽에서 머금고 있게 되면 웨이퍼 회수용액(S)을 웨이퍼 에지부만 접촉을 시킬 수가 있다. 이런 상태에서 웨이퍼 회전 스테이지(130)를 회전하게 되면 웨이퍼 에지부의 금속 오염을 추출할 수 있다. 이렇게 추출된 회수용액을 유도결합플라즈마 질량 분석기 등을 이용하여 금속 오염을 정성, 정량 분석할 수 있게 된다.
한편, 종래기술에서 불화수소산, 과산화수소, 염산의 혼합 용액을 회수용액으로 사용한 것과 달리, 실시예에서의 회수용액(S)은 불화수소산과 과산화수소 혼합 용액으로도 Cu의 회수율을 개선할 수 있다.
회수율 개선을 위해 회수용액(S)은 X%HFY%H2O2의 조성(단, 0.1≤X≤5, 1≤Y≤28)을 가질 수 있다.
상기 HF 및 H2O2의 조성이 상기 조성 범위 미만인 경우 회수가 잘 되지 않고, 상기 조성범위를 초과시에는 ICP/MS(Inductively Coupled Plasma/Mass Spectrometer) 측정 장비의 간섭을 유발할 수 있으며, 측정의 정밀도를 좋지 않게 할 수 있다.
실시예에서 불화수소산과 과산화수소 혼합 용액인 회수용액(S)을 이용하게 되면 종래 기술의 단점으로 제시하였던 28Si35Cl과 63Cu의 질량 간섭을 피할 수 있어 분석의 오류를 예방할 수 있다.
실시예에 따른 웨이퍼 오염 측정장치 및 웨이퍼의 오염 측정 방법에 의하면, 실리콘 웨이퍼 에지부의 금속오염을 선택적으로 추출하여 정량, 정성 분석이 가능하다.
또한, 실시예에 의하면 웨이퍼 에지부의 자연산화막만 제거하고 전면(Front side)과 후면(Backside) 표면에 자연 산화막에 손상을 주지 않으며 오염을 최소화 할 수 있으므로 측정 후 다른 측정 샘플로 활용이 가능할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면 회수용액을 최적화하여 오염물질의 회수율을 높임과 동시에 질량분석기의 질량 중첩 현상을 해소하여 분석의 오류를 막을 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 웨이퍼 오염 측정방법 적용시 실리콘 웨이퍼 에지 부 금속 오염 측정 회수율 예시도이다.
웨이퍼 에지부의 회수율을 측정하기 위해 웨이퍼 표면을 스핀 코팅 방식으로 오염 시키게 되면 웨이퍼 표면뿐만 아니라 회전하면서 웨이퍼 에지부도 자연스럽게 오염된다.
그리고 웨이퍼 전면(Front side)에 존재하는 금속 오염을 VPD/ICP-MS 방식으로 제거하게 되면 웨이퍼 에지(Edge) 부위만을 오염시킨 웨이퍼를 제작할 수 있게 된다.
이 웨이퍼를 1회, 2회, 3회 반복 측정하여 [1-(1회측정 농도/2회 측정농도)×100] 식을 이용하여 회수율을 계산하였다. 그 결과는 도 5와 같은 회수율의 결과가 나왔으며, 금속오염의 회수율은 88% 이상임을 알 수 있다. 따라서 본 발명의 측정 신뢰성은 우수하다고 할 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 웨이퍼 오염 측정방법 적용시 웨이퍼 에지부 오염 측정 후 웨이퍼 전면(Front side)의 금속 오염 측정 샘플 결과(Sample-1,Sample-2, Sample-3)의 예시도이다.
본 발명을 이용하게 되면 실리콘 웨이퍼의 전면(Front side)과 후면(backside)의 자연산화막의 손상을 막을 수 있으므로 분석 후 다른 측정을 위해 사용을 할 수 있다. 예를 들어, 도 5와 같이 웨이퍼의 에지 부위의 금속 오염을 측정한 후 전면(front side)의 금속 오염을 측정한 결과 전면의 금속 오염은 5E8 atoms/cm2 미만으로서 표면 금속 오염을 제외한 벌크(Bulk) Fe, DSOD(direct surface oxide defect), 열처리 평가 등에 사용이 가능하다.
실시예에 따른 웨이퍼 오염 측정장치 및 웨이퍼의 오염 측정 방법에 의하면, 실리콘 웨이퍼 에지부의 금속오염을 선택적으로 추출하여 정량, 정성 분석이 가능하다.
또한, 실시예에 의하면 웨이퍼 에지부의 자연산화막만 제거하고 전면(Front side)과 후면(Backside) 표면에 자연 산화막에 손상을 주지 않으며 오염을 최소화 할 수 있으므로 측정 후 다른 측정 샘플로 활용이 가능할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면 회수용액을 최적화하여 오염물질의 회수율을 높임과 동시에 질량분석기의 질량 중첩 현상을 해소하여 분석의 오류를 막을 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (14)
- 웨이퍼를 정렬하는 웨이퍼 정렬 장치;
상기 정렬된 웨이퍼를 이동하는 로딩 로봇;
상기 로딩된 웨이퍼를 회전하는 회전 스테이지;
상기 웨이퍼에 대한 자연 산화막 식각용액과 금속 오염 회수용액을 머금을 수 있도록 제작된 스캔 로봇(Scan Robot); 및
소정의 식각용액과 회수용액을 수용할 수 있는 용기; 및
상기 스캔 로봇의 하단에 구비되며, 상기 식각 용액 및 상기 회수용액을 머금을 수 있는 튜브(tube);를 포함하고,
상기 스캔 로봇은 상기 웨이퍼 에지부(edge region)에 존재하는 산화막을 제거하기 위한 장치로서,
상기 튜브 하부의 형상은 사선 방향으로 절단되고, 상기 튜브 하부의 절단된 영역은 상기 웨이퍼의 에지부 측면에 위치하여 상기 금속 오염 회수용액을 상기 웨이퍼 에지부에 접촉시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 오염 측정장치. - 제1 항에 있어서,
상기 스캔 로봇은
상기 산화막이 제거된 웨이퍼 에지부 표면의 금속 오염을 상기 회수 용액을 이용하여 채취할 수 있는 웨이퍼 오염 측정장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 웨이퍼를 얼라인(align)한 다음 로딩로봇에 의해 회전스테이지 상에 상기 웨이퍼를 로딩하는 단계;
상기 웨이퍼 에지부(edge region)에 존재하는 산화막을 제거하는 단계;
상기 산화막이 제거된 상기 웨이퍼 에지부에 회수용액을 접촉시켜 상기 에지부 표면의 금속 오염을 채취하는 단계; 및
상기 채취된 금속 오염을 분석하는 단계;를 포함하고,
상기 회수용액에 의한 금속 오염 채취는, 상기 웨이퍼의 에지부에 접촉가능하도록 사선 방향으로 절단형성된 절단 영역을 갖는 스캔 로봇 하단의 튜브에 의하여 수행되는 웨이퍼 오염 측정 방법. - 제6 항에 있어서,
상기 웨이퍼 에지부(edge region)에 존재하는 산화막을 제거하는 단계는,
상기 스캔 로봇(Scan robot)이 식각용액을 채취하여 머금은 상태에서 상기 웨이퍼 에지부로 근접하는 단계; 및
상기 웨이퍼 에지부와 기설정된 거리를 유지한 상태로 상기 웨이퍼를 거치한 스테이지를 회전시키는 단계;를 포함하는 웨이퍼의 오염 측정 방법. - 제7 항에 있어서,
상기 스캔 로봇(Scan robot)이 채취하여 머금는 식각용액의 양(V1)은 100μL≤ V1 ≤ 1000 μL인 웨이퍼의 오염 측정 방법. - 제7 항에 있어서,
상기 산화막이 제거된 웨이퍼 에지부 표면의 금속 오염을 회수 용액을 이용하여 채취하는 단계는,
상기 회수용액을 상기 스캔 로봇(Scan robot)을 이용하여 채취하는 단계;
상기 회수용액과 상기 웨이퍼 에지부를 접촉시키는 단계; 및
상기 웨이퍼 스테이지를 회전하면서 상기 웨이퍼 에지부의 금속 오염을 추출하는 단계;를 포함하는 웨이퍼의 오염 측정 방법. - 제9 항에 있어서,
상기 스캔 로봇(Scan robot)이 채취하여 머금는 회수용액의 양(V2)은 100μL≤ V2 ≤ 1000 μL인 웨이퍼의 오염 측정 방법. - 삭제
- 삭제
- 제6 항에 있어서,
상기 회수용액은 불화수소산과 과산화수소의 혼합 용액을 사용하는 웨이퍼의 오염 측정 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 회수용액은 X%HFY%H2O2의 조성(단, 0.1≤X≤5, 1≤Y≤28)인 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 오염 측정 방법.
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KR101523943B1 (ko) * | 2013-12-24 | 2015-06-01 | 주식회사 엘지실트론 | 웨이퍼 제조 공정의 오염 분석 방법 |
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KR101820680B1 (ko) * | 2016-12-05 | 2018-01-22 | 에스케이실트론 주식회사 | 반도체 기판 제조 방법 |
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TWI832365B (zh) * | 2021-10-14 | 2024-02-11 | 德商PVA TePla有限責任公司 | 高精度氣相分解-液滴收集(vpd-dc)掃描 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR970008450A (ko) * | 1995-07-25 | 1997-02-24 | 이창세 | 실리콘 웨이퍼 표면의 이물질 스캐닝 장치 |
KR20020074757A (ko) * | 2001-03-21 | 2002-10-04 | 삼성전자 주식회사 | 반도체 웨이퍼의 오염물질 포집장치 및 포집방법 |
KR20040001918A (ko) * | 2002-06-29 | 2004-01-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | 웨이퍼 불순물 회수방법 |
KR20040055934A (ko) * | 2002-12-23 | 2004-06-30 | 삼성전자주식회사 | 기판상의 불순물을 포집하기 위한 장치 및 이를 이용한불순물 포집방법 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3336898B2 (ja) * | 1997-02-28 | 2002-10-21 | 三菱電機株式会社 | シリコンウエハ表面の不純物回収方法およびその装置 |
JP3784696B2 (ja) * | 2001-11-07 | 2006-06-14 | Necエレクトロニクス株式会社 | 半導体ウエハ表面不純物の回収方法および回収装置 |
JP4303484B2 (ja) * | 2003-01-21 | 2009-07-29 | 大日本スクリーン製造株式会社 | メッキ装置 |
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JP2004347543A (ja) * | 2003-05-26 | 2004-12-09 | Nec Corp | 半導体ウエハの評価方法およびその評価装置 |
KR100850698B1 (ko) * | 2006-01-10 | 2008-08-06 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 기판 세정 장치, 기판 세정 방법, 기판 처리 시스템, 및기록 매체 |
KR100959388B1 (ko) * | 2008-04-03 | 2010-05-24 | 코리아테크노(주) | 반도체 웨이퍼 오염물질 측정장치의 vpd유닛과 그도어개폐장치 |
JP2010060439A (ja) * | 2008-09-04 | 2010-03-18 | Gemetec Ges Fuer Messtechnik & Technologie Mbh | ウエハーの不純物を分析するための方法および装置 |
KR101242246B1 (ko) * | 2011-03-21 | 2013-03-11 | 주식회사 엘지실트론 | 웨이퍼 오염 측정장치 및 웨이퍼의 오염 측정 방법 |
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Patent Citations (4)
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---|---|---|---|---|
KR970008450A (ko) * | 1995-07-25 | 1997-02-24 | 이창세 | 실리콘 웨이퍼 표면의 이물질 스캐닝 장치 |
KR20020074757A (ko) * | 2001-03-21 | 2002-10-04 | 삼성전자 주식회사 | 반도체 웨이퍼의 오염물질 포집장치 및 포집방법 |
KR20040001918A (ko) * | 2002-06-29 | 2004-01-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | 웨이퍼 불순물 회수방법 |
KR20040055934A (ko) * | 2002-12-23 | 2004-06-30 | 삼성전자주식회사 | 기판상의 불순물을 포집하기 위한 장치 및 이를 이용한불순물 포집방법 |
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