KR102475299B1 - Wafer scanning method and apparatus, and plasma nozzle and chamber used in the apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
아래의 실시예들은 웨이퍼 스캔 방법 및 장치, 그리고 상기 장치에서 사용되는 플라즈마 노즐 및 챔버에 대한 것이다.The following embodiments relate to wafer scanning methods and apparatuses, and plasma nozzles and chambers used in the apparatuses.
실리콘 웨이퍼는 반도체 디바이스의 기판으로서 널리 이용되고 있다. 반도체 디바이스에 있어서 웨이퍼의 금속 오염은 디바이스 성능을 저하시키는 원인이 되기 때문에, 금속 오염이 적은 실리콘 웨이퍼가 요구되고 있다. 금속 오염이 적은 실리콘 웨이퍼를 제공하기 위해서는, 실리콘 웨이퍼의 금속 오염을 분석하고, 분석 결과에 기초하여 양품 판정을 행하는 것이나, 분석 결과에 기초하여 필요에 따라서 실리콘 웨이퍼 제조 공정에 금속 오염을 저감하기 위한 처리를 실시하는 것이 바람직하다.Silicon wafers are widely used as substrates for semiconductor devices. In a semiconductor device, since metal contamination of a wafer causes deterioration of device performance, silicon wafers with less metal contamination are required. In order to provide a silicon wafer with less metal contamination, the metal contamination of the silicon wafer is analyzed and a good product is judged based on the analysis result, and the metal contamination is reduced in the silicon wafer manufacturing process as necessary based on the analysis result. It is preferable to carry out treatment.
실리콘 웨이퍼의 금속 오염의 분석은, 실리콘 웨이퍼의 표층을 분해 및 식각하고 그 분해 및 식각 잔사 중의 금속 성분을 스캔함으로써 이루어질 수 있다.Analysis of metal contamination of the silicon wafer may be performed by disassembling and etching the surface layer of the silicon wafer and scanning metal components in the disassembling and etching residue.
이 때, 실리콘 웨이퍼의 표층을 분해 및 식각 방식으로는, 실리콘 웨이퍼의 표층을 불산(HF)과 같은 분해 및 식각 용액에 접촉시켜 분해하는 액상 분해 방식 및 실리콘 웨이퍼의 표층을 에어로졸(Aerosol) 불산과 같은 분해 및 식각 가스에 접촉시켜 분해하는 기상 분해 방식이 알려져 있다.At this time, the surface layer of the silicon wafer is decomposed and etched, the liquid phase decomposition method in which the surface layer of the silicon wafer is brought into contact with a decomposition and etching solution such as hydrofluoric acid (HF), and the surface layer of the silicon wafer is decomposed with aerosol hydrofluoric acid A gaseous phase decomposition method in which decomposition is performed by contacting with the same decomposition and etching gas is known.
그러나 기존의 분해 및 식각 방식들은, 불산 기반의 분해 및 식각 용액 또는 분해 및 식각 가스를 사용하기 때문에, 불산 누출 사고가 발생될 수 있는 문제점과 웨이퍼 스캔 후 챔버 내 세정을 통해 환경 오염물을 배기 및 폐기시켜야 하는 단점을 갖는다.However, since conventional decomposition and etching methods use hydrofluoric acid-based decomposition and etching solutions or decomposition and etching gases, hydrofluoric acid leakage accidents may occur, and environmental contaminants are exhausted and disposed of through chamber cleaning after wafer scanning. There are downsides to having to do.
이에, 아래의 실시예들은 기존의 분해 및 식각 방식들이 갖는 단점과 문제점을 해결하는 기술을 제안하고자 한다.Accordingly, the following embodiments are intended to propose a technique for solving the disadvantages and problems of existing decomposition and etching methods.
일 실시예들이 이루고자 하는 기술적 과제는, 불산 기반의 분해 및 식각 용액 또는 분해 및 식각 가스를 사용하기 때문에 불산 누출 사고가 발생될 수 있는 문제점과 웨이퍼 스캔 후 챔버 내 세정을 통해 환경 오염물을 배기 및 폐기시켜야 하는 단점을 해결하는 기술을 제안하는 것이다.Technical problems to be achieved by the embodiments include problems in that hydrofluoric acid leakage accidents may occur due to the use of hydrofluoric acid-based decomposition and etching solutions or decomposition and etching gases, and exhaustion and disposal of environmental pollutants through cleaning in the chamber after wafer scanning. It is to propose a technique to solve the disadvantages that need to be done.
보다 상세하게, 일 실시예들은 웨이퍼의 표층을 식각하는 것 및 표층이 식각된 웨이퍼를 스캔하는 것을 플라즈마를 이용하여 수행하는 웨이퍼 스캔 방법 및 장치, 그리고 상기 장치에서 사용되는 플라즈마 노즐 및 챔버를 제안한다.In more detail, embodiments propose a wafer scanning method and apparatus for etching a surface layer of a wafer and scanning a wafer having the etched surface layer using plasma, and a plasma nozzle and chamber used in the apparatus. .
또한, 일 실시예들은 웨이퍼의 상부 표면 및 엣지(Edge) 모두에 대해 식각 및 스캔하고자, 제1 플라즈마 및 제2 플라즈마를 동시 생성 및 공급하고, 웨이퍼를 직선 이동 및 회전 이동시키는 웨이퍼 스캔 방법 및 장치, 그리고 상기 장치에서 사용되는 플라즈마 노즐 및 챔버를 제안한다.In addition, one embodiment is a wafer scanning method and apparatus for simultaneously generating and supplying first plasma and second plasma and linearly and rotationally moving the wafer in order to etch and scan both the upper surface and the edge of the wafer. , and suggest a plasma nozzle and chamber used in the device.
또한, 일 실시예들은 웨이퍼에서 플라즈마 노즐에서의 플라즈마 상태를 통해 물질의 파장별 광학스펙트럼을 분석하는 OES(Optical Emission Spectroscopy) 및 이온화 이후 이온들 및 전자와 재결합된 물질을 구성하는 성분(원소)들에 대한 질량 분석(Mass Spectrometer)을 수행하는 ICP-MS(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer) 모두와 연결되는 웨이퍼 스캔 방법 및 장치, 그리고 상기 장치에서 사용되는 플라즈마 노즐 및 챔버를 제안한다.In addition, one embodiment is OES (Optical Emission Spectroscopy) that analyzes the optical spectrum for each wavelength of a material through a plasma state in a plasma nozzle on a wafer and components (elements) constituting a material recombined with ions and electrons after ionization We propose a wafer scanning method and device connected to both an inductively coupled plasma-mass spectrometer (ICP-MS) that performs mass spectrometry on, and a plasma nozzle and chamber used in the device.
또한, 일 실시예들은 진공 상태에서 플라즈마를 형성할 경우 분석 대상 물질도 진공 펌프(Vacuum pump)에 의해 배기되어 분석 대상 물질에 대한 정량 분석이 불가능한 문제점을 해결하고자, 챔버 내부를 플라즈마 형성용 불활성 가스로 충진된 대기압 상태에서 플라즈마를 형성하는 웨이퍼 스캔 방법 및 장치, 그리고 상기 장치에서 사용되는 플라즈마 노즐 및 챔버를 제안한다.In addition, in one embodiment, in order to solve the problem that the material to be analyzed is also exhausted by a vacuum pump when plasma is formed in a vacuum state, and quantitative analysis of the material to be analyzed is impossible, the inside of the chamber is filled with an inert gas for plasma formation. A wafer scanning method and apparatus for forming plasma in an atmospheric pressure state filled with , and a plasma nozzle and chamber used in the apparatus are proposed.
또한, 일 실시예들은 웨이퍼를 직선 이동 및 회전 이동시키는 웨이퍼 척(Chuck)이 금속 물질로 구성되는 경우 분석 대상 물질과 함께 오염 물질로 스캔되는 문제점을 해결하고자, 웨이퍼 척의 적어도 일부분을 플라즈마 형성에 따른 내열 및 플라즈마 저항성 물질로 형성하는 웨이퍼 스캔 방법 및 장치, 그리고 상기 장치에서 사용되는 플라즈마 노즐 및 챔버를 제안한다.In addition, in one embodiment, in order to solve the problem of being scanned as a contaminant together with a material to be analyzed when a wafer chuck that linearly and rotationally moves a wafer is made of a metal material, at least a portion of the wafer chuck is formed by plasma formation. A method and apparatus for scanning a wafer formed of a heat-resistant and plasma-resistant material, and a plasma nozzle and chamber used in the apparatus are proposed.
실시예들이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the embodiments are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 일 실시예에 따른 웨이퍼 스캔 장치는, 스캔 대상인 웨이퍼가 로딩되는 챔버; 및 상기 챔버 내에서 플라즈마를 생성하여 상기 웨이퍼로 공급하는 플라즈마 노즐을 포함하고, 상기 플라즈마 노즐은, 상기 웨이퍼의 표층을 식각하는 것 및 상기 표층이 식각된 웨이퍼를 스캔하는 것을 상기 플라즈마를 이용하여 수행할 수 있다.In order to achieve the above technical problem, a wafer scanning device according to an embodiment includes a chamber in which a wafer to be scanned is loaded; and a plasma nozzle generating plasma in the chamber and supplying the plasma to the wafer, wherein the plasma nozzle performs etching of the surface layer of the wafer and scanning of the wafer having the surface layer etched using the plasma. can do.
일 측에 따르면, 상기 플라즈마 노즐은, 에너지 형태 및 파장 크기가 다른 제1 플라즈마 및 제2 플라즈마를 이용하여, 상기 웨이퍼의 표층을 식각하고 상기 표층이 식각된 웨이퍼를 스캔하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to one side, the plasma nozzle may be characterized in that the surface layer of the wafer is etched and the wafer on which the surface layer is etched is scanned using the first plasma and the second plasma having different energy types and wavelengths. .
다른 일 측에 따르면, 상기 플라즈마 노즐은, 상기 플라즈마 노즐의 하단 내측벽에 형성된 가스 유입구를 통해 유입되는 가스를 상기 플라즈마 노즐의 하단 내측벽에 구비된 제1 플라즈마 파워 및 상기 플라즈마 노즐의 상단에 구비된 제2 플라즈마 파워를 이용하여 이온화함으로써 상기 제1 플라즈마 및 상기 제2 플라즈마를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to another aspect, the plasma nozzle includes a first plasma power provided on the inner wall of the lower end of the plasma nozzle and a gas introduced through a gas inlet formed on an inner wall of the lower end of the plasma nozzle and an upper end of the plasma nozzle. It may be characterized in that the first plasma and the second plasma are generated by ionization using the second plasma power.
또 다른 일 측에 따르면, 상기 웨이퍼 스캔 장치는, 상기 제1 플라즈마 및 상기 제2 플라즈마가 상기 플라즈마 노즐의 하부에 배치되는 상기 웨이퍼로 공급되어 상기 웨이퍼에 대한 이온화가 실시되고 상기 표층이 식각된 웨이퍼에서 이온 및 전자와 재결합된 물질이 상기 플라즈마 노즐의 상단에 형성된 분기형 튜브로 이동됨에 따라, 상기 분기형 튜브의 일단에 연결된 OES(Optical Emission Spectroscopy)를 통해 파장별 광학스펙트럼을 분석하고 상기 분기형 튜브의 타단에 연결된 ICP-MS(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer)를 통해 상기 이온 및 전자와 재결합된 물질을 분석하여, 상기 표층이 식각된 웨이퍼를 스캔하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to another aspect, in the wafer scanning device, the first plasma and the second plasma are supplied to the wafer disposed under the plasma nozzle to ionize the wafer and etch the surface layer of the wafer. As the material recombined with ions and electrons moves to the branched tube formed at the top of the plasma nozzle, the optical spectrum for each wavelength is analyzed through OES (Optical Emission Spectroscopy) connected to one end of the branched tube, and the branched tube A material recombined with the ions and electrons may be analyzed through an inductively coupled plasma-mass spectrometer (ICP-MS) connected to the other end of the tube, and the wafer on which the surface layer is etched may be scanned.
또 다른 일 측에 따르면, 상기 플라즈마 노즐은, 상기 챔버 내부에 구비되는 웨이퍼 척(Chuck)에 의해 상기 웨이퍼가 직선 이동 및 회전 이동됨에 따라, 상기 플라즈마 노즐의 하부에 결합 및 분리 가능한 하부 커버가 분리된 상태에서 상기 플라즈마 노즐의 하부에 배치되는 상기 웨이퍼의 상부 표면에 대해 식각 및 스캔하고, 상기 하부 커버가 결합된 상태에서 상기 하부 커버의 측벽에 형성된 슬릿(Slit)을 통해 삽입되는 상기 웨이퍼의 엣지(Edge)에 대해 식각 및 스캔하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to another aspect, in the plasma nozzle, as the wafer is linearly and rotationally moved by a wafer chuck provided inside the chamber, a lower cover coupled to and detachable from the lower portion of the plasma nozzle is separated. The upper surface of the wafer disposed under the plasma nozzle is etched and scanned in a state in which the edge of the wafer is inserted through a slit formed on the sidewall of the lower cover in a state in which the lower cover is coupled. (Edge) may be characterized by etching and scanning.
또 다른 일 측에 따르면, 상기 챔버는, 상기 챔버의 일측에 형성된 가스 유입구 또는 상기 플라즈마 노즐의 하단 내측벽에 형성된 가스 유입구를 통해 유입되는 가스를 이용하여 상기 챔버 내부의 공기를 상기 챔버 외부로 배기하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to another aspect, the chamber exhausts air inside the chamber to the outside of the chamber using gas introduced through a gas inlet formed on one side of the chamber or a gas inlet formed on an inner wall of a lower end of the plasma nozzle. It can be characterized by doing.
또 다른 일 측에 따르면, 상기 챔버 내부에 구비된 채 상기 웨이퍼를 직선 이동 및 회전 이동시키는 웨이퍼 척에서 상기 웨이퍼를 상기 직선 이동 및 회전 이동시키는 과정 중 마찰이 발생되는 부분은, 플라즈마 형성에 따른 내열 및 플라즈마 저항성 물질로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.According to another aspect, in the process of linearly and rotationally moving the wafer in the wafer chuck for linearly and rotationally moving the wafer while being provided inside the chamber, the part where friction is generated during the process of linearly and rotationally moving the wafer is heat resistance according to plasma formation. And it may be characterized in that it is formed of a plasma resistant material.
일 실시예에 따른 플라즈마를 생성하여 웨이퍼로 공급하는 플라즈마 노즐은, 상기 웨이퍼의 표층을 식각하는 것 및 상기 표층이 식각된 웨이퍼를 스캔하는 것을 상기 플라즈마를 이용하여 수행할 수 있다.A plasma nozzle generating plasma and supplying it to a wafer according to an embodiment may perform etching of the surface layer of the wafer and scanning of the wafer having the surface layer etched using the plasma.
일 측에 따르면, 상기 플라즈마 노즐은, 상기 플라즈마 노즐의 하단 내측벽에 형성된 가스 유입구; 상기 플라즈마 노즐의 하단 내측벽에 구비된 제1 플라즈마 파워; 및 상기 플라즈마 노즐의 상단에 구비된 제2 플라즈마 파워를 포함하고, 상기 가스 유입구를 통해 유입되는 가스를 상기 제1 플라즈마 파워 및 상기 제2 플라즈마 파워를 이용하여 이온화함으로써, 에너지 형태 및 파장 크기가 다른 제1 플라즈마 및 제2 플라즈마를 생성하여 이용하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to one side, the plasma nozzle may include a gas inlet formed on an inner wall of a lower end of the plasma nozzle; a first plasma power provided on an inner wall of a lower end of the plasma nozzle; and a second plasma power provided at an upper end of the plasma nozzle, wherein the gas introduced through the gas inlet is ionized using the first plasma power and the second plasma power, so that the energy form and wavelength size are different. It may be characterized in that the first plasma and the second plasma are generated and used.
다른 일 측에 따르면, 상기 플라즈마 노즐은, 상기 플라즈마 노즐의 상단에 형성된 분기형 튜브; 상기 분기형 튜브의 일단과 연결된 OES(Optical Emission Spectroscopy); 및 상기 분기형 튜브의 타단과 연결된 ICP-MS(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer)를 더 포함하고, 상기 제1 플라즈마 및 상기 제2 플라즈마가 상기 플라즈마 노즐의 하부에 배치되는 상기 웨이퍼로 공급되어 상기 웨이퍼에 대한 이온화가 실시되고 상기 표층이 식각된 웨이퍼에서 이온 및 전자와 재결합된 물질이 상기 분기형 튜브로 이동됨에 따라, 상기 OES를 통해 파장별 광학스펙트럼을 분석하고 상기 ICP-MS를 통해 상기 이온 및 전자와 재결합된 물질을 분석하여, 상기 표층이 식각된 웨이퍼를 스캔하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to another aspect, the plasma nozzle may include a branched tube formed at an upper end of the plasma nozzle; OES (Optical Emission Spectroscopy) connected to one end of the branched tube; and an Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer (ICP-MS) connected to the other end of the branched tube, wherein the first plasma and the second plasma are supplied to the wafer disposed below the plasma nozzle, and the wafer As the ionization is performed and the material recombined with ions and electrons in the wafer whose surface layer is etched moves to the branched tube, the optical spectrum for each wavelength is analyzed through the OES, and the ions and electrons are analyzed through the ICP-MS. A material recombined with electrons may be analyzed and a wafer in which the surface layer is etched may be scanned.
또 다른 일 측에 따르면, 상기 플라즈마 노즐은, 상기 플라즈마 노즐의 하부에 결합 및 분리 가능한 하부 커버를 더 포함하고, 웨이퍼 척에 의해 상기 웨이퍼가 직선 이동 및 회전 이동됨에 따라, 상기 하부 커버가 분리된 상태에서 상기 플라즈마 노즐의 하부에 배치되는 상기 웨이퍼의 상부 표면에 대해 식각 및 스캔하고, 상기 하부 커버가 결합된 상태에서 상기 하부 커버의 측벽에 형성된 슬릿을 통해 삽입되는 상기 웨이퍼의 엣지에 대해 식각 및 스캔하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to another aspect, the plasma nozzle further includes a lower cover coupled to and detachable from a lower portion of the plasma nozzle, and as the wafer is linearly and rotationally moved by a wafer chuck, the lower cover is separated. Etching and scanning the upper surface of the wafer disposed under the plasma nozzle in the state, etching and scanning the edge of the wafer inserted through the slit formed on the sidewall of the lower cover in the state in which the lower cover is coupled, and It can be characterized by scanning.
일 실시예에 따른 웨이퍼 스캔 장치에 사용되는 챔버는, 웨이퍼의 스캔을 위해 플라즈마를 생성하고 상기 웨이퍼로 공급하는 플라즈마 노즐이 상기 플라즈마를 이용하여 상기 웨이퍼의 상부 표면에 대해 식각 및 스캔하거나 상기 웨이퍼의 엣지에 대해 식각 및 스캔하도록 상기 웨이퍼를 직선 이동 및 회전 이동시키는 웨이퍼 척을 포함할 수 있다.In a chamber used in a wafer scanning apparatus according to an embodiment, a plasma nozzle generating plasma for scanning a wafer and supplying the plasma to the wafer uses the plasma to etch and scan the upper surface of the wafer or to scan the wafer. It may include a wafer chuck that linearly and rotationally moves the wafer to etch and scan about the edge.
일 측에 따르면, 상기 웨이퍼 척은, 상기 플라즈마 노즐이 상기 플라즈마 노즐의 하부에 결합 및 분리 가능한 하부 커버와 분리된 상태에서 상기 웨이퍼의 상부 표면에 대해 식각 및 스캔하도록 상기 웨이퍼를 상기 플라즈마 노즐의 하부로 직선 이동시킨 뒤 상기 플라즈마 노즐의 하부에서 회전 이동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.According to one side, the wafer chuck may etch and scan the wafer with respect to the upper surface of the wafer in a state in which the plasma nozzle is coupled to the lower portion of the plasma nozzle and separated from a detachable lower cover. It may be characterized in that it is linearly moved to and then rotated at the bottom of the plasma nozzle.
다른 일 측에 따르면, 상기 웨이퍼 척은, 상기 플라즈마 노즐이 상기 플라즈마 노즐의 하부에 결합 및 분리 가능한 하부 커버와 결합된 상태에서 상기 웨이퍼의 엣지에 대해 식각 및 스캔하도록 상기 웨이퍼를 상기 하부 커버의 측벽에 형성된 슬릿을 통해 삽입하며 상기 플라즈마 노즐의 하부로 직선 이동시킨 뒤 상기 플라즈마 노즐의 하부에서 회전 이동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.According to another aspect, the wafer chuck is configured to etch and scan the edge of the wafer in a state in which the plasma nozzle is coupled to a lower portion of the plasma nozzle and coupled to a detachable lower cover, so that the wafer is etched and scanned on a sidewall of the lower cover. It may be inserted through a slit formed in, linearly moved to the lower part of the plasma nozzle, and then rotated in the lower part of the plasma nozzle.
또 다른 일 측에 따르면, 상기 챔버는, 상기 챔버의 일측에 형성된 가스 유입구 또는 상기 플라즈마 노즐의 하단 내측벽에 형성된 가스 유입구를 통해 유입되는 가스를 이용하여 상기 챔버 내부의 공기를 상기 챔버 외부로 배기하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to another aspect, the chamber exhausts air inside the chamber to the outside of the chamber using gas introduced through a gas inlet formed on one side of the chamber or a gas inlet formed on an inner wall of a lower end of the plasma nozzle. It can be characterized by doing.
일 실시예에 따른 웨이퍼 스캔 방법은, 챔버 내부로 웨이퍼를 로딩하는 단계; 상기 챔버 내부에 구비된 플라즈마 노즐을 통해 플라즈마를 생성 및 공급하여, 상기 웨이퍼의 표층을 식각하고 상기 표층이 식각된 웨이퍼를 스캔하는 단계; 및 상기 웨이퍼를 상기 챔버 외부로 언로딩하는 단계를 포함할 수 있다.A wafer scanning method according to an embodiment includes loading a wafer into a chamber; generating and supplying plasma through a plasma nozzle provided inside the chamber to etch a surface layer of the wafer and scanning the wafer on which the surface layer is etched; and unloading the wafer out of the chamber.
일 측에 따르면, 상기 스캔하는 단계는, 상기 플라즈마 노즐의 하단 내측벽에 형성된 가스 유입구를 통해 가스를 상기 챔버 내부로 유입하는 단계; 상기 가스를 상기 플라즈마 노즐의 하단 내측벽에 구비된 제1 플라즈마 파워 및 상기 플라즈마 노즐의 상단에 구비된 제2 플라즈마 파워를 이용하여 이온화함으로써, 에너지 형태 및 파장 크기가 다른 제1 플라즈마 및 제2 플라즈마를 생성하여 상기 웨이퍼로 공급하는 단계; 상기 챔버 내부에 구비된 웨이퍼 척을 통해 상기 웨이퍼를 직선 이동 및 회전 이동시키며 상기 웨이퍼에 대한 이온화를 실시하는 단계; 상기 표층이 식각된 웨이퍼에서 상기 제1 플라즈마 및 상기 제2 플라즈마에 의해 이온 및 전자와 재결합된 물질을 상기 플라즈마 노즐의 상단에 형성된 분기형 튜브로 이동시키는 단계; 및 상기 분기형 튜브의 일단에 연결된 OES(Optical Emission Spectroscopy)를 통해 파장별 광학스펙트럼을 분석하고 상기 분기형 튜브의 타단에 연결된 ICP-MS(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer)를 통해 상기 이온 및 전자와 재결합된 물질을 분석하여, 상기 표층이 식각된 웨이퍼를 스캔하는 단계를 포함할 수 있다.According to one aspect, the scanning may include introducing gas into the chamber through a gas inlet formed on an inner wall of a lower end of the plasma nozzle; The gas is ionized using the first plasma power provided on the lower inner wall of the plasma nozzle and the second plasma power provided on the upper end of the plasma nozzle, so that the first plasma and the second plasma have different energy types and wavelengths. Generating and supplying to the wafer; performing ionization on the wafer by linearly and rotationally moving the wafer through a wafer chuck provided inside the chamber; moving materials recombined with ions and electrons by the first plasma and the second plasma in the wafer whose surface layer is etched, to a branched tube formed at an upper end of the plasma nozzle; and analyzing an optical spectrum for each wavelength through Optical Emission Spectroscopy (OES) connected to one end of the branched tube, and analyzing the ions and electrons through an Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer (ICP-MS) connected to the other end of the branched tube. The method may include analyzing the recombined material and scanning the wafer on which the surface layer is etched.
다른 일 측에 따르면, 상기 실시하는 단계는, 상기 플라즈마 노즐의 하부에 결합 및 분리 가능한 하부 커버가 상기 플라즈마 노즐에 분리된 상태에서 상기 웨이퍼 척을 통해 상기 웨이퍼를 상기 플라즈마 노즐의 하부에 배치하며 직선 이동 및 회전 이동시켜 상기 웨이퍼의 상부 표면에 대한 이온화를 실시하는 단계; 또는 상기 하부 커버가 상기 플라즈마 노즐에 결합된 상태에서 상기 웨이퍼 척을 통해 상기 웨이퍼를 상기 하부 커버의 측벽에 형성된 슬릿을 통해 삽입하며 직선 이동 및 회전 이동시켜 상기 웨이퍼의 엣지에 대한 이온화를 실시하는 단계 중 적어도 어느 하나의 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to another aspect, the carrying out may include disposing the wafer under the plasma nozzle through the wafer chuck in a state where a lower cover coupled to and detachable from the plasma nozzle is separated from the plasma nozzle, and performing ionization on the upper surface of the wafer by moving and rotating; or inserting the wafer through a slit formed on a sidewall of the lower cover through the wafer chuck in a state in which the lower cover is coupled to the plasma nozzle, and performing linear and rotational movement to ionize the edge of the wafer. It may be characterized in that it includes at least one of the steps.
또 다른 일 측에 따르면, 상기 스캔하는 단계는, 상기 웨이퍼의 상부 표면에 대한 이온화가 실시됨에 따라, 상기 표층이 식각된 웨이퍼의 상부 표면에 대해 스캔하는 단계; 또는 상기 웨이퍼의 엣지에 대한 이온화가 실시됨에 따라, 상기 표층이 식각된 웨이퍼의 엣지에 대해 스캔하는 단계 중 적어도 어느 하나의 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to another aspect, the scanning may include scanning the upper surface of the wafer on which the surface layer is etched as the upper surface of the wafer is ionized; Alternatively, as the ionization is performed on the edge of the wafer, it may be characterized by including at least one of the steps of scanning the edge of the wafer on which the surface layer is etched.
또 다른 일 측에 따르면, 상기 유입하는 단계는, 상기 가스 유입구를 통해 유입되는 가스 또는 상기 챔버의 일측에 형성된 가스 유입구를 통해 유입되는 가스를 이용하여 상기 챔버 내부의 공기를 상기 챔버 외부로 배기하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to another aspect, the introducing may include exhausting air inside the chamber to the outside of the chamber by using a gas introduced through the gas inlet or a gas introduced through a gas inlet formed at one side of the chamber. It may be characterized by including steps.
일 실시예들은, 불산 기반의 분해 및 식각 용액 또는 분해 및 식각 가스를 사용하기 때문에 불산 누출 사고가 발생될 수 있는 문제점과 웨이퍼 스캔 후 챔버 내 세정을 통해 환경 오염물을 배기 및 폐기시켜야 하는 단점을 해결하는 기술을 제안할 수 있다.Embodiments solve the problem that a hydrofluoric acid leakage accident may occur due to the use of a hydrofluoric acid-based decomposition and etching solution or a decomposition and etching gas, and the need to exhaust and dispose of environmental contaminants through cleaning in the chamber after wafer scanning. techniques can be suggested.
보다 상세하게, 일 실시예들은 웨이퍼의 표층을 식각하는 것 및 표층이 식각된 웨이퍼를 스캔하는 것을 플라즈마를 이용하여 수행하는 웨이퍼 스캔 방법 및 장치, 그리고 상기 장치에서 사용되는 플라즈마 노즐 및 챔버를 제안할 수 있다.In more detail, embodiments will propose a wafer scanning method and apparatus for etching a surface layer of a wafer and scanning a wafer having the etched surface layer using plasma, and a plasma nozzle and chamber used in the apparatus. can
또한, 일 실시예들은 제1 플라즈마 및 제2 플라즈마를 동시 생성 및 공급하고, 웨이퍼를 직선 이동 및 회전 이동시킴으로써, 웨이퍼의 상부 표면 및 엣지(Edge) 모두에 대해 식각 및 스캔하는 웨이퍼 스캔 방법 및 장치, 그리고 상기 장치에서 사용되는 플라즈마 노즐 및 챔버를 제안할 수 있다.In addition, embodiments of the present invention provide a wafer scanning method and apparatus for etching and scanning both the upper surface and the edge of a wafer by simultaneously generating and supplying first plasma and second plasma and linearly and rotationally moving the wafer. , and the plasma nozzle and chamber used in the device can be suggested.
또한, 일 실시예들은 OES(Optical Emission Spectroscopy) 및 ICP-MS(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer) 모두와 연결됨으로써, 웨이퍼에서 플라즈마 상태를 통해 물질의 파장별 광학스펙트럼을 분석하는 OES(Optical Emission Spectroscopy)나 이온 및 전자와 재결합된 물질을 구성하는 성분(원소)들에 대한 질량 분석(Mass Spectrometer) 모두를 수행하는 웨이퍼 스캔 방법 및 장치, 그리고 상기 장치에서 사용되는 플라즈마 노즐 및 챔버를 제안할 수 있다.In addition, one embodiment is connected to both OES (Optical Emission Spectroscopy) and ICP-MS (Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer), OES (Optical Emission Spectroscopy) that analyzes the optical spectrum of each wavelength of a material through a plasma state in a wafer A wafer scanning method and device that performs mass spectrometry on components (elements) constituting materials recombined with ions and electrons, and a plasma nozzle and chamber used in the device can be proposed.
또한, 일 실시예들은 챔버 내부를 플라즈마 형성용 불활성 가스로 충진된 대기압 상태에서 플라즈마를 형성함으로써, 진공 상태에서 플라즈마를 형성할 경우 분석 대상 물질도 진공 펌프(Vacuum pump)에 의해 배기되어 분석 대상 물질에 대한 정량 분석이 불가능한 문제점을 미연에 방지하는 웨이퍼 스캔 방법 및 장치, 그리고 상기 장치에서 사용되는 플라즈마 노즐 및 챔버를 제안할 수 있다.In addition, in one embodiment, plasma is formed in an atmospheric pressure state filled with an inert gas for plasma formation, so that when plasma is formed in a vacuum state, the analyte material is also exhausted by a vacuum pump to analyze the analyte material. A wafer scanning method and device for preventing a problem in which quantitative analysis is not possible for , and a plasma nozzle and chamber used in the device may be proposed.
또한, 일 실시예들은 웨이퍼를 직선 이동 및 회전 이동시키는 웨이퍼 척(Chuck)의 적어도 일부분을 플라즈마 형성에 따른 내열 및 플라즈마 저항성 물질로 형성함으로써, 웨이퍼 척이 금속 물질로 구성됨에 따라 분석 대상 물질과 함께 오염 물질로 스캔되는 문제점을 미연에 방지하는 웨이퍼 스캔 방법 및 장치, 그리고 상기 장치에서 사용되는 플라즈마 노즐 및 챔버를 제안할 수 있다.In addition, in one embodiment, at least a portion of a wafer chuck that linearly and rotationally moves a wafer is formed of a heat-resistant and plasma-resistant material according to plasma formation, so that the wafer chuck is made of a metal material together with the material to be analyzed. A wafer scanning method and device for preventing the problem of being scanned with contaminants in advance, and a plasma nozzle and chamber used in the device can be proposed.
설명된 기술적 효과는 상기한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 아래의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The described technical effects are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the detailed description below or the configuration of the invention described in the claims.
도 1은 일 실시예에 따른 웨이퍼 스캔 장치를 도시한 측면 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 웨이퍼 스캔 장치에서 플라즈마 노즐을 확대 도시한 측면 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 플라즈마 노즐이 에너지 형태 및 파장 크기가 다른 제1 플라즈마 및 제2 플라즈마를 생성 및 공급하는 것을 설명하기 위한 플라즈마 노즐의 측면 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 플라즈마 노즐이 웨이퍼의 상부 표면을 식각 및 스캔하는 것을 설명하기 위한 웨이퍼 스캔 장치의 측면 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 플라즈마 노즐이 웨이퍼의 엣지를 식각 및 스캔하는 것을 설명하기 위한 웨이퍼 스캔 장치의 측면 단면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 플라즈마 노즐에 구비되는 플라즈마 프로브를 확대 도시한 측면 단면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 웨이퍼 스캔 장치에 포함되는 웨이퍼 척을 도시한 측면 단면도이다.
도 8은 도 1에 도시된 웨이퍼 스캔 장치에 의해 수행되는 웨이퍼 스캔 방법을 도시한 플로우 차트이다.1 is a side cross-sectional view illustrating a wafer scanning device according to an exemplary embodiment.
FIG. 2 is an enlarged side cross-sectional view of a plasma nozzle in the wafer scanning device shown in FIG. 1 .
FIG. 3 is a side cross-sectional view of a plasma nozzle for explaining that the plasma nozzle shown in FIG. 2 generates and supplies first plasma and second plasma having different energy types and wavelengths.
FIG. 4 is a side cross-sectional view of the wafer scanning device for explaining that the plasma nozzle shown in FIG. 2 etches and scans the upper surface of the wafer.
FIG. 5 is a side cross-sectional view of the wafer scanning device for explaining that the plasma nozzle shown in FIG. 2 etches and scans the edge of a wafer.
FIG. 6 is an enlarged side cross-sectional view of a plasma probe provided in the plasma nozzle shown in FIG. 2 .
FIG. 7 is a side cross-sectional view illustrating a wafer chuck included in the wafer scanning device shown in FIG. 1 .
FIG. 8 is a flow chart illustrating a wafer scanning method performed by the wafer scanning device shown in FIG. 1 .
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in many different forms and, therefore, is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, combined)" with another part, this is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another member in between. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
도 1은 일 실시예에 따른 웨이퍼 스캔 장치를 도시한 측면 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 웨이퍼 스캔 장치에서 플라즈마 노즐을 확대 도시한 측면 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 플라즈마 노즐이 에너지 형태 및 파장 크기가 다른 제1 플라즈마 및 제2 플라즈마를 생성 및 공급하는 것을 설명하기 위한 플라즈마 노즐의 측면 단면도이고, 도 4는 도 2에 도시된 플라즈마 노즐이 웨이퍼의 상부 표면을 식각 및 스캔하는 것을 설명하기 위한 웨이퍼 스캔 장치의 측면 단면도이며, 도 5는 도 2에 도시된 플라즈마 노즐이 웨이퍼의 엣지를 식각 및 스캔하는 것을 설명하기 위한 웨이퍼 스캔 장치의 측면 단면도이고, 도 6은 도 2에 도시된 플라즈마 노즐에 구비되는 플라즈마 프로브를 확대 도시한 측면 단면도이며, 도 7은 도 1에 도시된 웨이퍼 스캔 장치에 포함되는 웨이퍼 척을 도시한 측면 단면도이다.FIG. 1 is a side cross-sectional view of a wafer scanning device according to an embodiment, FIG. 2 is an enlarged side cross-sectional view of a plasma nozzle in the wafer scanning device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a plasma nozzle shown in FIG. A side cross-sectional view of a plasma nozzle for explaining generating and supplying first plasma and second plasma having different energy types and wavelengths, and FIG. 4 is a plasma nozzle shown in FIG. FIG. 5 is a side cross-sectional view of the wafer scanning device for explaining that the plasma nozzle shown in FIG. 2 etches and scans the edge of the wafer, and FIG. 6 is in FIG. An enlarged side cross-sectional view of a plasma probe included in the illustrated plasma nozzle, and FIG. 7 is a side cross-sectional view illustrating a wafer chuck included in the wafer scanning device illustrated in FIG. 1 .
도 1 및7을 참조하면, 웨이퍼 스캔 장치(100)는 챔버(110), 플라즈마 노즐(120) 및 웨이퍼 척(130)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 7 , the
챔버(110)는, 스캔 대상인 웨이퍼(140)가 로딩되어 플라즈마 노즐(120)에 의한 스캔 동작이 이루어지는 구성부로서, 내부로 가스를 유입시키도록 일측에 형성된 가스 유입구(111) 및 내부의 공기 또는 가스를 배기시키도록 타측에 형성된 배기구(112)를 포함한 채, 내부의 압력이 일정하게 유지되도록 가스 유입구(111) 및 배기구(112) 각각을 제어할 수 있다.The
웨이퍼(140)가 챔버(110)로 로딩되는 것 및 언로딩되는 것은, WTR(Wafer Transfer Robot)을 통해 이루어질 수 있다.Loading and unloading of the
이 때, 챔버(110)는 진공 상태에서 플라즈마를 형성하여 분석 대상 물질도 진공 펌프(Vacuum pump)에 의해 배기되어 분석 대상 물질에 대한 정량 분석이 불가능한 문제점을 해결하고자, 가스 유입구(111)를 통해 유입되는 가스를 이용하여 챔버(110) 내부의 공기를 챔버(110) 외부로 밀어내며 배기함으로써 챔버(110) 내부를 가스로 충진된 대기압 상태에서 플라즈마를 형성하는 방식을 적용할 수 있다.At this time, the
챔버(110) 내부의 공기를 챔버(110)의 외부로 밀어내는 가스는, 가스 유입구(111)를 통해 유입될 뿐만 아니라, 플라즈마 노즐(120)의 하단 내측벽에 형성된 가스 유입구를 통해서도 유입될 수 있다.The gas that pushes the air inside the
배기구(112)에는 산 배기(Acid exhaust)가 연결될 수 있다. 산 배기가 배기구(112)에 연결됨으로써 갖는 단점(역류를 통해 챔버(110) 내부가 오염되고 기기 부식이 발생될 수 있는 단점)은 역류 방지용 Check valve가 구비되어 사전에 방지될 수 있다.Acid exhaust may be connected to the
이와 같은 챔버(110)에서 내부로 가스가 유입되어 내부의 공기가 모두 배기된 이후 내부 압력이 일정 압력 이상이 되는 경우, 가스 유입구(111) 및 배기구(112) 각각의 밸브가 닫히고, 플라즈마 형성을 위한 가스는 플라즈마 노즐(120)의 하단 내측벽에 형성된 가스 유입구(121)를 통해서만 내부로 유입될 수 있다. 이에, 웨이퍼(140)에서 플라즈마에 의해 이온 및 전자와 재결합된 물질은 챔버(110)의 다른 부분이 아닌, 플라즈마 노즐(120)로만(정확하게는 플라즈마 노즐(120)의 상단에 형성된 분기형 튜브(Branch tube)(122)로만) 이동될 수 있다.After the gas is introduced into the
여기서, 챔버(110)의 가스 유입구(111) 또는 플라즈마 노즐(120)의 가스 유입구(121)를 통해 챔버(110) 내부로 유입되는 가스는, 챔버(110) 내부의 공기를 배기시키는 퍼지 가스로 이용되는 동시에, 플라즈마 노즐(120)에 의해 생성된 플라즈마에 의해 이온 및 전자와 재결합된 물질을 플라즈마 노즐(120)(정확하게는 플라즈마 노즐(120)의 상단에 형성된 분기형 튜브(122))로 이동시키는 캐리어 가스로 이용될 수 있다. 이를 위한 가스로는 Ar 가스 등의 플라즈마 형성용 불활성 가스가 사용될 수 있다.Here, the gas introduced into the
플라즈마 노즐(120)은, 챔버(110) 내에서 플라즈마를 생성 후 웨이퍼(140)로 공급하여 웨이퍼(140)에 대한 스캔을 수행하는 구성부로서, 웨이퍼(140)의 표층을 식각하는 것 및 표층이 식각된 웨이퍼(140)를 스캔하는 것 모두를 플라즈마를 이용하여 수행할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(140)의 표층을 식각함에 있어 분해 및 식각 용액이 사용되는 대신에 플라즈마가 사용됨으로써, 불산 누출 사고가 발생될 수 있는 문제점과 웨이퍼 스캔 후 챔버 내 세정을 통해 환경 오염물을 배기 및 폐기시켜야 하는 단점이 미연에 방지될 수 있다.The
특히, 플라즈마 노즐(120)은 웨이퍼(140)의 표층을 식각하는 것 및 표층이 식각된 웨이퍼(140)를 스캔하는 것을, 플라즈마를 이용하는 단일 프로세스를 통해 수행함을 특징으로 한다. 보다 상세하게, 플라즈마 노즐(120)은 가스 유입구(121)를 통해 유입되는 가스를 이온화하여 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마를 웨이퍼(140)로 공급하여 웨이퍼(140)를 이온화함으로써 웨이퍼(140)의 표층을 식각하는 동시에 표층이 식각된 웨이퍼(140)에서 이온 및 전자와 재결합된 물질을 분기형 튜브(122)로 이동시킬 수 있다. 이에, 분기형 튜브(122)의 일단에 연결된 OES(Optical Emission Spectroscopy)를 통해 물질의 파장별 광학 스펙트럼이 분석되고 분기형 튜브(122)의 타단에 연결된 ICP-MS(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer)를 통해 이온 및 전자와 재결합된 물질에 대한 질량 분석(Mass Spectrometer)이 될 수 있다.In particular, the
이 때, 플라즈마 노즐(120)은 플라즈마 생성을 위해 가스 유입구(121)를 통해 전술된 Ar 가스뿐만 아니라, O2, O3, H, CF4 등의 가스를 가스 유입구(121)를 통해 유입할 수 있다.At this time, the
분기형 튜브(122)에서 ICP-MS와 연결되는 타단 주변에는 이온화 물질의 흡착을 방지하기 위한 히터(Heater)가 배치될 수 있다.A heater for preventing adsorption of ionized materials may be disposed around the other end of the
여기서, 플라즈마 노즐(120)은 플라즈마 노즐(120)의 하단 내측벽에 구비된 제1 플라즈마 파워(123) 및 플라즈마 노즐(120)의 상단에 구비된 제2 플라즈마 파워(124)를 이용하여 가스 유입구(121)를 통해 유입되는 가스를 이온화함으로써, 도 3에 도시된 바와 같이 에너지 형태 및 파장 크기가 다른 제1 플라즈마 및 제2 플라즈마를 생성하여 식각 및 스캔 과정에서 이용할 수 있다. 일례로, 플라즈마 노즐(120)은 설명된 바와 같이 생성되는 제1 플라즈마 및 제2 플라즈마에 의해 웨이퍼(140)에서 이온 및 전자와 재결합된 물질이 분기형 튜브(122)로 이동됨에 따라, ICP-MS를 통해 이온 및 전자와 재결합된 물질을 분석하여 표층이 식각된 웨이퍼(140)를 스캔할 수 있다.Here, the
또한, 플라즈마 노즐(120)은 플라즈마 노즐(120)의 하부에 결합 및 분리 가능한 하부 커버(125)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 플라즈마 노즐(120)은 웨이퍼 척(130)에 의해 웨이퍼(140)가 직선 이동 및 회전 이동됨에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이 하부 커버(125)가 분리된 상태에서 플라즈마 노즐(120)의 하부에 배치되는 웨이퍼(140)의 상부 표면에 대해 식각 및 스캔하고, 도 5에 도시된 바와 같이 하부 커버(125)가 결합된 상태에서 하부 커버(125)의 측벽에 형성된 슬릿을 통해 삽입되는 웨이퍼(140)의 엣지에 대해 식각 및 스캔할 수 있다.In addition, the
또한, 플라즈마 노즐(120)은 도 6에 도시된 바와 같은 플라즈마 밀도를 측정하는 플라즈마 프로브를 일측에 구비할 수 있다.In addition, the
웨이퍼 척(130)은, 챔버(110) 내부에 구비되어 웨이퍼(140)를 직선 이동 및 회전 이동시키는 구성부로서, 앞서 설명된 바와 같이 플라즈마 노즐(120)이 플라즈마를 이용하여 웨이퍼(140)의 상부 표면에 대해 식각 및 스캔하거나, 웨이퍼(140)의 엣지에 대해 식각 및 스캔하도록 웨이퍼(140)를 이동시킴을 특징으로 한다.The
예를 들어, 웨이퍼 척(130)은 도 4에 도시된 바와 같이 플라즈마 노즐(120)이 하부 커버(125)와 분리된 상태에서 웨이퍼(140)의 상부 표면에 대해 식각 및 스캔하도록 웨이퍼(140)를 플라즈마 노즐(120)의 하부로 직선 이동시킨 뒤 플라즈마 노즐(120)의 하부에서 회전 이동시킬 수 있다. 이에, 이온 및 전자와 재결합된 물질이 스캔되는 영역은 도 4의 하단에 도시된 바와 같이 웨이퍼(140)의 상부 표면에 해당될 수 있다.For example, the
다른 예를 들면, 웨이퍼 척(130)은 도 5에 도시된 바와 같이 플라즈마 노즐(120)이 하부 커버(125)와 결합된 상태에서 웨이퍼(140)의 엣지에 대해 식각 및 스캔하도록 웨이퍼(140)를 하부 커버(125)의 측벽에 형성된 슬릿을 통해 삽입하며 플라즈마 노즐(120)의 하부로 직선 이동시킨 뒤 플라즈마 노즐(120)의 하부에서 회전 이동시킬 수 있다. 이에, 이온 및 전자와 재결합된 물질이 스캔되는 영역은 도 5의 하단에 도시된 바와 같이 웨이퍼(140)의 엣지에 해당될 수 있다.As another example, the
이 때, 웨이퍼 척(130)은 적어도 일부분이 플라즈마 형성에 따른 내열 및 플라즈마 저항성 물질로 형성함으로써, 기존의 웨이퍼 척 전체가 금속 물질로 구성됨에 따라 분석 대상 물질과 함께 오염 물질로 스캔되는 문제점을 미연에 방지할 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이 웨이퍼 척(130)에서 웨이퍼(140)를 직선 이동 및 회전 이동시키는 과정 중 마찰이 발생되는 부분(131)은 플라즈마 형성에 따른 내열 및 플라즈마 저항성 물질로 형성될 수 있다. 보다 구체적인 예를 들면, 마찰이 발생되는 부분(131)은, 웨이퍼 척(130)의 하부에 ND magnet에 의해 결합되는 척 회전부(Chuck rotator)와 맞닿는 부분으로서, ND magnet을 커버링하며 플라즈마 형성에 따른 내열 및 플라즈마 저항성 물질로 형성될 수 있다.At this time, at least a portion of the
이와 같은 웨이퍼 척(130)은, 척 회전부가 챔버(110)의 게이트 밸브(Gate valve) 방향(수평 방향)으로 직선 구동이 가능하며, 주동축(Driven Axis)을 기준으로 회전 구동함으로써 주동축인 척(130)이 회전 구동이 가능하도록 구현됨에 따라, 직선 이동 및 회전 이동이 가능할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 척(130)은 웨이퍼(140)의 전체 영역에 대해 스캔이 가능하도록 할 수 있다.In such a
도 8은 도 1에 도시된 웨이퍼 스캔 장치에 의해 수행되는 웨이퍼 스캔 방법을 도시한 플로우 차트이다. 이하, 설명되는 웨이퍼 스캔 방법은 전술된 웨이퍼 스캔 장치(100)에 의해 수행됨을 전제로 한다.FIG. 8 is a flow chart illustrating a wafer scanning method performed by the wafer scanning device shown in FIG. 1 . Hereinafter, the wafer scanning method described is assumed to be performed by the
단계(S810)에서 웨이퍼 스캔 장치(100)는 챔버(110) 내부로 웨이퍼(140)를 로딩할 수 있다.In operation S810 , the
단계(S820)에서 웨이퍼 스캔 장치(100)는 챔버(110) 내부에 구비된 플라즈마 노즐(120)을 통해 플라즈마를 생성 및 공급하여, 웨이퍼(140)의 표층을 식각하고 표층이 식각된 웨이퍼(140)를 스캔할 수 있다.In step S820, the
보다 상세하게, 단계(S820)는 플라즈마 노즐(120)의 하단 내측벽에 형성된 가스 유입구(121)를 통해 가스를 챔버(110) 내부로 유입하는 제1 단계; 가스를 플라즈마 노즐(120)의 하단 내측벽에 구비된 제1 플라즈마 파워(123) 및 플라즈마 노즐(120)의 상단에 구비된 제2 플라즈마 파워(124)를 이용하여 이온화함으로써, 에너지 형태 및 파장 크기가 다른 제1 플라즈마 및 제2 플라즈마를 생성하여 웨이퍼(140)로 공급하는 제2 단계; 챔버(110) 내부에 구비된 웨이퍼 척(130)을 통해 웨이퍼(140)를 직선 이동 및 회전 이동시키며 웨이퍼(140)에 대한 이온화를 실시하는 제3 단계; 표층이 식각된 웨이퍼(140)에서 제1 플라즈마 및 제2 플라즈마에 의해 이온 및 전자와 재결합된 물질을 플라즈마 노즐(120)의 상단에 형성된 분기형 튜브(122)로 이동시키는 제4 단계; 및 분기형 튜브(122)의 일단에 연결된 OES(Optical Emission Spectroscopy)를 통해 파장별 광학스펙트럼을 분석하고 분기형 튜브(122)의 타단에 연결된 ICP-MS(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer)를 통해 이온 및 전자와 재결합된 물질을 분석하여, 표층이 식각된 웨이퍼(140)를 스캔하는 제5 단계를 포함할 수 있다.In more detail, the step S820 includes a first step of introducing gas into the
이 때, 제1 단계는, 플라즈마 노즐(120)의 가스 유입구(121)를 통해 유입되는 가스 또는 챔버(110)의 일측에 형성된 가스 유입구(111)를 통해 유입되는 가스를 이용하여 챔버(110) 내부의 공기를 챔버(110) 외부로 배기하는 단계를 포함할 수 있다.At this time, in the first step, the
또한, 제3 단계는, 플라즈마 노즐(120)의 하부에 결합 및 분리 가능한 하부 커버(125)가 플라즈마 노즐(120)에 분리된 상태에서 웨이퍼 척(130)을 통해 웨이퍼(140)를 플라즈마 노즐(120)의 하부에 배치하며 직선 이동 및 회전 이동시켜 웨이퍼(140)의 상부 표면에 대한 이온화를 실시하는 단계; 또는 하부 커버(125)가 플라즈마 노즐(120)에 결합된 상태에서 웨이퍼 척(130)을 통해 웨이퍼(140)를 하부 커버(125)의 측벽에 형성된 슬릿을 통해 삽입하며 직선 이동 및 회전 이동시켜 웨이퍼(140)의 엣지에 대한 이온화를 실시하는 단계 중 적어도 어느 하나의 단계를 포함할 수 있다.In addition, in the third step, the
이에 따라 제5 단계는, 웨이퍼(140)의 상부 표면에 대한 이온화가 실시됨에 따라, 표층이 식각된 웨이퍼(140)의 상부 표면에 대해 스캔하는 단계; 또는 웨이퍼(140)의 엣지에 대한 이온화가 실시됨에 따라, 표층이 식각된 웨이퍼(140)의 엣지에 대해 스캔하는 단계 중 적어도 어느 하나의 단계를 포함할 수 있다.Accordingly, the fifth step includes scanning the upper surface of the
이처럼 웨이퍼(140)에 대한 스캔이 완료되면, 단계(S830)에서 웨이퍼 스캔 장치(100)는 웨이퍼(140)를 챔버(110) 외부로 언로딩할 수 있다.When the scanning of the
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited examples and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
100: 웨이퍼 스캔 장치
110: 챔버
111: 챔버의 가스 유입구
112: 배기구
120: 플라즈마 노즐
121: 플라즈마 노즐의 가스 유입구
122: 분기형 튜브
123: 제1 플라즈마 파워
124: 제2 플라즈마 파워
125: 하부 커버
130: 웨이퍼 척
140: 웨이퍼100: wafer scan device
110: chamber
111 gas inlet of the chamber
112: exhaust port
120: plasma nozzle
121 gas inlet of plasma nozzle
122: branched tube
123: first plasma power
124: second plasma power
125: lower cover
130: wafer chuck
140: wafer
Claims (10)
스캔 대상인 웨이퍼가 로딩되는 챔버; 및
상기 챔버 내에서 플라즈마를 생성하여 상기 웨이퍼로 공급하는 플라즈마 노즐
을 포함하고,
상기 플라즈마 노즐은,
상기 웨이퍼의 표층을 식각하는 것 및 상기 표층이 식각된 웨이퍼를 스캔하는 것을 상기 플라즈마를 이용하여 수행하며,
상기 표층이 식각된 웨이퍼를 스캔함에 있어, 상기 플라즈마를 이용하여 상기 표층이 식각된 웨이퍼에서 이온 및 전자와 재결합된 물질을 구성하는 성분들에 대한 질량 분석을 수행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스캔 장치.In the wafer scanning device,
a chamber in which a wafer to be scanned is loaded; and
Plasma nozzle generating plasma in the chamber and supplying it to the wafer
including,
The plasma nozzle,
Etching the surface layer of the wafer and scanning the wafer on which the surface layer is etched are performed using the plasma,
In scanning the wafer on which the surface layer is etched, mass spectrometry is performed on components constituting a material recombined with ions and electrons in the wafer on which the surface layer is etched using the plasma.
스캔 대상인 웨이퍼가 로딩되는 챔버; 및
상기 챔버 내에서 플라즈마를 생성하여 상기 웨이퍼로 공급하는 플라즈마 노즐
을 포함하고,
상기 플라즈마 노즐은,
상기 플라즈마 노즐의 하단 내측벽에 형성된 가스 유입구를 통해 유입되는 가스를 상기 플라즈마 노즐의 하단 내측벽에 구비된 제1 플라즈마 파워 및 상기 플라즈마 노즐의 상단에 구비된 제2 플라즈마 파워를 기반으로 이온화함으로써 생성되는 에너지 형태 및 파장 크기가 다른 제1 플라즈마 및 제2 플라즈마를 이용하여, 상기 웨이퍼의 표층을 식각하고 상기 표층이 식각된 웨이퍼를 스캔하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스캔 장치.In the wafer scanning device,
a chamber in which a wafer to be scanned is loaded; and
Plasma nozzle generating plasma in the chamber and supplying it to the wafer
including,
The plasma nozzle,
Generated by ionizing the gas introduced through the gas inlet formed on the lower inner wall of the plasma nozzle based on the first plasma power provided on the lower inner wall of the plasma nozzle and the second plasma power provided on the upper end of the plasma nozzle. A wafer scanning device characterized in that the surface layer of the wafer is etched using the first plasma and the second plasma having different energy types and wavelength sizes, and scanning the wafer having the surface layer etched.
상기 웨이퍼 스캔 장치는,
상기 제1 플라즈마 및 상기 제2 플라즈마가 상기 플라즈마 노즐의 하부에 배치되는 상기 웨이퍼로 공급되어 상기 웨이퍼에 대한 이온화가 실시되고 상기 표층이 식각된 웨이퍼에서 이온 및 전자와 재결합된 물질이 상기 플라즈마 노즐의 상단에 형성된 분기형 튜브로 이동됨에 따라, 상기 분기형 튜브의 일단에 연결된 OES(Optical Emission Spectroscopy)를 통해 파장별 광학스펙트럼을 분석하고 상기 분기형 튜브의 타단에 연결된 ICP-MS(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer)를 통해 상기 이온 및 전자와 재결합된 물질을 분석하여, 상기 표층이 식각된 웨이퍼를 스캔하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스캔 장치.According to claim 2,
The wafer scan device,
The first plasma and the second plasma are supplied to the wafer disposed below the plasma nozzle, ionization is performed on the wafer, and a material recombined with ions and electrons from the wafer whose surface layer is etched is transferred to the plasma nozzle. As it moves to the branched tube formed at the top, the optical spectrum for each wavelength is analyzed through OES (Optical Emission Spectroscopy) connected to one end of the branched tube, and the ICP-MS (Inductively Coupled Plasma-MS) connected to the other end of the branched tube. A wafer scanning device characterized in that for scanning a wafer on which the surface layer is etched by analyzing a material recombined with the ions and electrons through a mass spectrometer.
상기 플라즈마 노즐은,
상기 챔버 내부에 구비되는 웨이퍼 척(Chuck)에 의해 상기 웨이퍼가 직선 이동 및 회전 이동됨에 따라, 상기 플라즈마 노즐의 하부에 결합 및 분리 가능한 하부 커버가 분리된 상태에서 상기 플라즈마 노즐의 하부에 배치되는 상기 웨이퍼의 상부 표면에 대해 식각 및 스캔하고, 상기 하부 커버가 결합된 상태에서 상기 하부 커버의 측벽에 형성된 슬릿(Slit)을 통해 삽입되는 상기 웨이퍼의 엣지(Edge)에 대해 식각 및 스캔하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스캔 장치.According to any one of claims 1 or 2,
The plasma nozzle,
As the wafer is linearly and rotationally moved by a wafer chuck provided inside the chamber, the lower cover coupled to and detachable from the lower part of the plasma nozzle is disposed under the plasma nozzle in a separated state. Etching and scanning the upper surface of the wafer, and etching and scanning the edge of the wafer inserted through a slit formed on the sidewall of the lower cover in a state in which the lower cover is coupled wafer scanning device.
상기 챔버는,
상기 챔버의 일측에 형성된 가스 유입구 또는 상기 플라즈마 노즐의 하단 내측벽에 형성된 가스 유입구를 통해 유입되는 가스를 이용하여 상기 챔버 내부의 공기를 상기 챔버 외부로 배기하며 상기 챔버 내부를 상기 가스로 충진된 대기압 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스캔 장치.According to any one of claims 1 or 2,
the chamber,
The air inside the chamber is exhausted to the outside of the chamber using gas introduced through a gas inlet formed on one side of the chamber or a gas inlet formed on an inner wall of the lower end of the plasma nozzle, and the inside of the chamber is filled with the atmospheric pressure of the gas. Wafer scanning device, characterized in that for maintaining the state.
상기 챔버 내부에 구비된 채 상기 웨이퍼를 직선 이동 및 회전 이동시키는 웨이퍼 척에서 상기 웨이퍼를 상기 직선 이동 및 회전 이동시키는 과정 중 마찰이 발생되는 부분은,
플라즈마 형성에 따른 내열 및 플라즈마 저항성 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스캔 장치.According to any one of claims 1 or 2,
In the process of linearly and rotationally moving the wafer in the wafer chuck for linearly and rotationally moving the wafer while being provided inside the chamber, the part where friction occurs during the process of linearly and rotationally moving the wafer,
A wafer scanning device characterized in that it is formed of a heat-resistant and plasma-resistant material according to plasma formation.
상기 플라즈마 노즐은,
상기 웨이퍼의 표층을 식각하는 것 및 상기 표층이 식각된 웨이퍼를 스캔하는 것을 상기 플라즈마를 이용하여 수행하며,
상기 표층이 식각된 웨이퍼를 스캔함에 있어, 상기 플라즈마를 이용하여 상기 표층이 식각된 웨이퍼에서 이온 및 전자와 재결합된 물질을 구성하는 성분들에 대한 질량 분석을 수행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 노즐.In the plasma nozzle for generating and supplying plasma to the wafer,
The plasma nozzle,
Etching the surface layer of the wafer and scanning the wafer on which the surface layer is etched are performed using the plasma,
Plasma nozzle, characterized in that in scanning the surface layer etched wafer, mass spectrometry is performed on components constituting a material recombined with ions and electrons in the surface layer etched wafer using the plasma.
웨이퍼의 스캔을 위해 플라즈마를 생성하고 상기 웨이퍼로 공급하는 플라즈마 노즐이 상기 플라즈마를 이용하여 상기 웨이퍼의 상부 표면에 대해 식각 및 스캔하거나 상기 웨이퍼의 엣지에 대해 식각 및 스캔하도록 상기 웨이퍼를 직선 이동 및 회전 이동시키는 웨이퍼 척
을 포함하고,
상기 웨이퍼 척에서 상기 웨이퍼를 상기 직선 이동 및 회전 이동시키는 과정 중 마찰이 발생되는 부분은,
플라즈마 형성에 따른 내열 및 플라즈마 저항성 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 챔버.In the chamber used for the wafer scan device,
Linear movement and rotation of the wafer so that a plasma nozzle generating plasma for scanning the wafer and supplying it to the wafer etch and scan the upper surface of the wafer or etch and scan the edge of the wafer using the plasma. moving wafer chuck
including,
The part where friction is generated during the linear and rotational movement of the wafer in the wafer chuck,
A chamber characterized in that it is formed of a heat-resistant and plasma-resistant material according to plasma formation.
상기 챔버 내부에 구비된 플라즈마 노즐을 통해 플라즈마를 생성 및 공급하여, 상기 웨이퍼의 표층을 식각하고 상기 표층이 식각된 웨이퍼를 스캔하는 단계; 및
상기 웨이퍼를 상기 챔버 외부로 언로딩하는 단계
를 포함하고,
상기 스캔하는 단계는,
상기 플라즈마를 이용하여 상기 표층이 식각된 웨이퍼에서 이온 및 전자와 재결합된 물질을 구성하는 성분들에 대한 질량 분석을 수행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스캔 방법.loading a wafer into the chamber;
generating and supplying plasma through a plasma nozzle provided inside the chamber to etch a surface layer of the wafer and scanning the wafer on which the surface layer is etched; and
unloading the wafer out of the chamber;
including,
In the scanning step,
The wafer scanning method characterized in that performing mass spectrometry on components constituting a material recombined with ions and electrons in the wafer whose surface layer is etched using the plasma.
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017520909A (en) * | 2014-05-09 | 2017-07-27 | ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド | Method for etching substrate, method for etching device structure and processing apparatus |
KR20180029261A (en) * | 2015-08-07 | 2018-03-20 | 베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크. | Apparatus and techniques for treating substrates using directional plasma and reactive gases |
-
2021
- 2021-10-29 KR KR1020210146232A patent/KR102475299B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017520909A (en) * | 2014-05-09 | 2017-07-27 | ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド | Method for etching substrate, method for etching device structure and processing apparatus |
JP6899218B2 (en) * | 2014-05-09 | 2021-07-07 | ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド | Method of etching substrate, method of etching device structure and processing equipment |
KR20180029261A (en) * | 2015-08-07 | 2018-03-20 | 베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크. | Apparatus and techniques for treating substrates using directional plasma and reactive gases |
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