KR19990079613A - 반도체장치의 제조공정에 있어서의 웨이퍼 가공방법 - Google Patents

Abstract

웨이퍼 가공방법이 개시되어 있다. 이 방법에 따르면, 본 발명에 의한 웨이퍼 가공방법은 웨이퍼 가공에 앞서 웨이퍼가 로딩되지 않은 반응챔버를 미리 본 공정조건과 유사한 공정 조건하에서 클리닝한 다음 웨이퍼를 가공한다. 이렇게 함으로써, 상기 웨이퍼 가공 공정에서 웨이퍼, 특히 한 로트 25매의 웨이퍼중 제일 먼저 가공되는 웨이퍼가 파티클에 의해 오염되는 것을 최소화하여 웨이퍼의 수율증가 및 원가를 절감할 수 있다.

Description

반도체 장치의 제조공정에 있어서의 웨이퍼 가공방법

본 발명은 반도체 장치의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 반도체 장치의 제조공정에 있어서 웨이퍼 가공방법에 관한 것이다.

반도체 장치의 제조공정은 물질막 형성공정과 식각공정이 전부라고 할 만큼 다양하고 많은 물질막 형성공정과 형성된 물질막을 특정한 형태로 패터닝하기 위한 식각 공정을 포함하고 있다. 그런데, 이와 같은 반도체 장치의 제조공정은 반도체 장치의 집적도가 높아지면서 더욱 복잡해지고 있다.

일반적으로, 반도체 장치의 제조공정중에서 건식 식각공정은 고주파 전력(RF power)과 특정한 식각가스를 이용하여 특정한 물질막을 식각하는 공정이다. 식각공정이 진행되는 반응챔버는 고 진공상태로 밀폐되어 있다. 물질막의 식각은 상기 밀폐되어 있는 반응챔버에 상기 식각가스를 주입한 다음, 여기에 고주파 전력을 가하여 반응챔버내에 상기 주입된 식각가스들의 플라즈마가 형성됨으로써 시작된다.

건식 식각이 진행되는 반응챔버 내부가 고 진공상태로 밀폐되기는 하지만 반응챔버 내부에 파티클들이 하나도 없게 할 수는 없다. 따라서, 적은 양이지만 상기 건식 식각이 진행되는 반응챔버에 부유 파티클이 존재하게 된다. 상기 부유 파티클들은 상기 반응챔버내에 플라즈마가 형성되고 이를 이용한 식각공정이 진행되면서 식각대상인 반도체 기판 위로 떨어지게 된다. 이러한 원인에 의해 로드 락 챔버로부터 건식 식각 반응챔버에 처음 로딩되어지는 반도체 기판은 상기 부유 파티클들에 의해 심하게 오염된다.

따라서, 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 웨이퍼 가공공정, 예컨대 건식 식각공정에서 웨이퍼, 특히 로트(rot)당 제일 먼저 웨이퍼 가공대상이 되는 웨이퍼의 반응챔버내 부유 파티클에 의한 오염을 최소화할 수 있는 반도체 장치의 제조공정에 있어서의 웨이퍼 가공방법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 반도체 장치의 제조공정에 있어서의 웨이퍼 가공방법을 단계별로 나타낸 순서도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호설명*

40, 44, 48:제1 내지 제3 단계. 42:클린 아웃 레시피.

46:공정 레시피.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 다음과 같이 실시되는 반도체 장치의 제조공정에 있어서의 웨이퍼 가공방법을 제공한다.

즉, (a) 웨이퍼 가공공정이 진행될 반응챔버에 로딩될 웨이퍼를 인식한다. (b) 상기 반응 챔버로 상기 인식된 웨이퍼를 이송하기 전에 상기 반응챔버 내부를 클리닝한다. (c) 상기 반응챔버로 웨이퍼를 이송하여 웨이퍼 가공을 실시한다.

상기 웨이퍼 가공은 로트단위로 이루어진다. 따라서, 일단 웨이퍼 가공이 시작되면 로드 락 챔버에 로딩된 1로트(25매)의 웨이퍼가 순차적으로 모두 가공된다.

상기 (b) 단계의 상기 반응챔버 클리닝은 1로트 단위로 이루어진다. 즉, 1로트, 25매의 웨이퍼 가공이 시작될 때 마다 이루어진다.

상기 웨이퍼 가공공정은 웨이퍼 건식 식각공정이다.

또한, 상기 반응챔버는 로드 락 챔버를 포함하는 멀티 챔버 시스템의 반응챔버이다.

상기 반응챔버 클리닝은 상기 웨이퍼 가공공정과 유사한 레시피(recipe)에 따라 실시된다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 반도체 장치의 제조공정에 있어서의 웨이퍼 가공방법은 로트 단위로 웨이퍼 가공을 실시하는 반도체 장치의 웨이퍼 가공방법에 있어서,

상기 로트를 구성하는 웨이퍼를 가공하기 전에 상기 웨이퍼를 가공할 반응챔버를 제1 공정 조건하에서 클리닝하는 단계와 상기 반응챔버내에서 상기 웨이퍼를 제2 공정조건하에서 가공하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 제1 공정조건은 상기 제2 공정조건과 유사한 공정조건이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 클리닝 공정은 다음과 같은 제1 공정 조건하에서 실시한다.

즉, 반응챔버의 압력이 5mmtorr로 유지되는 조건과 플라즈마 형성용 소오스 가스로서 SF₆가스 및 염소가스(Cl₂)가 사용되며 상기 각 가스가 플로우 되는 량은 각각 6sccm 및 65sccm정도인 조건과 반응챔버 내부의 탑 파워(top power)는 250왓트(W)정도인 조건을 포함하는 제1 공정조건하에서 실시한다. 이와 같은 제1 공정조건하에서 상기 반응챔버 클리닝은 40초 정도 실시하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 웨이퍼 가공공정이 웨이퍼 건식 식각인 경우, 상기 웨이퍼의 건식 식각은 다음과 같은 제2 공정 조건하에서 실시하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 제1 공정 조건에 더해서, 상기 반응챔버의 바텀 파워(bottom power)는 100왓트정도인 조건과 백 사이드(back side) 헬륨 가스(He)는 8토르(torr)정도인 조건하에서 상기 웨이퍼 건식 식각공정을 실시한다. 이때, 식각 종말점은 식각 시간을 조절하여 검출한다.

본 발명에 의한 반도체 장치의 웨이퍼 가공방법에 따르면, 로드 락 챔버에 웨이퍼가 로딩되어 인식되면서 로딩된 웨이퍼가 반응챔버로 이송되어 본 공정이 진행되기 전에 상기 반응챔버 내부를 미리 클리닝한 다음 상기 로딩된 웨이퍼의 가공을 시작한다.

이렇게 함으로써, 웨이퍼가 파티클들에 의해 오염되는 것을 최소화할 수 있다. 적어도 한 로트의 웨이퍼중 제일 먼저 가공되는 웨이퍼가 파티클에 의해 오염되는 것을 방지함으로써 웨이퍼 수율을 증대 및 원가를 절감할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 반도체 장치의 제조공정에 있어서의 웨이퍼 가공방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.

그러나 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 웨이퍼 가공공정의 제1 단계(40)는 웨이퍼를 인식하는 단계이다.

구체적으로, 본 발명에 의한 웨이퍼 가공공정은 로드 락 챔버를 포함하는 멀티 챔버 시스템에서 진행된다. 또한, 웨이퍼 가공은 로트 단위로 진행된다. 따라서, 한번 웨이퍼 가공이 시작되면 특별한 일이 발생되지 않은 한, 1로트의 웨이퍼 즉, 25매가 연속적으로 가공된다.

웨이퍼를 가공하기 위해선, 상기 챔버 시스템의 로드 락 챔버에 로딩된 가공할 웨이퍼를 인식해야 한다. 상기 로드 락 챔버에 로트 단위로 웨이퍼가 로딩된다. 상기 제1 단계(40)는 바로 상기 로드 락 챔버에 로딩된 가공할 웨이퍼들을 인식하는 단계이다.

상기 제1 단계(40)에서 웨이퍼의 인식이 이루어지면, 인식된 웨이퍼가 가공되기 전에 상기 인식된 웨이퍼가 가공될 반응챔버를 클리닝하는 제2 단계(44)가 실시된다. 상기 제2 단계(44)는 클린 아웃 레시피(clean out recipe)(42)라고 하는 제1 공정 조건에 따라 실시된다. 상기 클린 아웃 레시피(42)는 후속 웨이퍼 가공공정과 유사한 공정 조건으로 이루어져 있다.

상기 웨이퍼 가공 공정이 웨이퍼 건식 식각 공정인 경우, 상기 제2 단계(44)는 다음과 같은 클린 아웃 레시피에 따라 실시된다.

즉, 반응챔버의 압력은 5mmtorr로 유지하고 플라즈마 형성용 소오스 가스로서 SF₆가스 및 염소가스(Cl₂)를 각각 6sccm 및 65sccm정도 플로우한다. 이때, 반응챔버 내부의 탑 파워(top power)는 250왓트(W)정도로 유지한다. 이와 같은 조건하에서 상기 제2 단계(44)는 40초 정도 실시하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 상기 제2 단계(44)에서 상기 반응챔버내부를 후속 웨이퍼 가공공정과 유사한 공정 조건으로 클리닝함으로써 상기 반응챔버로부터 상기 웨이퍼 가공공정과 관련없는 파티클들을 제거할 수 있다.

제3 단계(48)는 상기 클린 아웃 레시피(42)에 따라 클리닝된 반응챔버에서 상기 웨이퍼의 가공이 시작되는 단계이다. 상술한 바와 같이, 상기 제3 단계(48)의 웨이퍼 가공 공정은 상기 로드 락 챔버의 인식된 웨이퍼부터 시작되어 인식된 웨이퍼가 속한 로트의 웨이퍼 25장이 연속적으로 가공된다. 이러한 웨이퍼 가공은 공정 레시피(precess recipe)(46)에 의해 정해지는 제2 공정 조건에 따라 실시된다.

예컨대, 상기 웨이퍼 가공 공정이 건식 식각 공정인 경우, 상기 제3 단계(48)는 다음과 같은 공정 레시피에 따라 실시된다.

즉, 반응챔버의 압력은 5mmtorr로 유지하고 플라즈마 형성용 소오스 가스로서 SF₆가스 및 염소가스(Cl₂)를 각각 6sccm 및 65sccm정도 플로우한다. 또한, 반응챔버 내부의 탑 및 바텀 파워(top and bottom power)는 각각 250왓트(W) 및 100왓트 정도로 유지하고 백 사이드(back side) 헬륨 가스(He)는 8토르(torr)정도가 되게 유지한다. 아울러, 식각 종말점은 식각 시간을 조절하여 검출한다.

한 로트의 웨이퍼가 모두 가공되면, 상기 한 로트의 웨이퍼는 상기 로드 락 챔버로부터 상기 멀티 챔버 시스템의 출구 로드 락 챔버(Exit Load Lock Chamber)로 이송된다. 이어서, 상기 로드 락 챔버에 다른 한 로트의 웨이퍼들이 이송되어 웨이퍼 인식이 이루어진다. 이후의 공정은 상기한 바와 같다.

이와 같이, 본 발명에 의한 웨이퍼 가공방법은 웨이퍼 가공에 앞서 웨이퍼가 로딩되지 않은 반응챔버를 미리 본 공정조건과 유사한 공정 조건하에서 클리닝한 다음 웨이퍼를 가공한다.

상술한 내용중 상기 웨이퍼 가공공정은 상기한 웨이퍼 건식 식각공정외에 다른 웨이퍼 가공공정일 수 있다. 예를 들면, 상기 웨이퍼 가공공정은 웨이퍼 상에 물질막을 형성하는 공정일 수 있고, 스퍼터링 공정일 수도 있다. 따라서, 상기 웨이퍼 가공 공정이 달라질 경우, 상기 제1 및 제2 공정 조건이 달라질 수 있다.

또한, 상기 반응챔버를 멀티 챔버 시스템으로 한정하였으나, 상술한 내용은 단일 반응챔버에도 적용할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당분야에서의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 실시 가능함은 명백하다.

본 발명에 의한 웨이퍼 가공방법은 웨이퍼 가공에 앞서 웨이퍼가 로딩되지 않은 반응챔버를 미리 본 공정조건과 유사한 공정 조건하에서 클리닝한 다음 웨이퍼를 가공한다. 이렇게 함으로써, 상기 웨이퍼 가공 공정에서 웨이퍼, 특히 한 로트 25매의 웨이퍼중 제일 먼저 가공되는 웨이퍼가 파티클에 의해 오염되는 것을 최소화하여 웨이퍼의 수율증가 및 원가를 절감할 수 있다.

Claims (10)

1. (a) 웨이퍼를 인식하는 단계;

   (b) 상기 인식된 웨이퍼를 이송하기 전에 상기 웨이퍼를 가공할 반응챔버를 클리닝하는 단계; 및

   (c) 상기 클리닝된 반응챔버에서 상기 웨이퍼를 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 가공은 한 로트, 25장의 웨이퍼에 대해 연속적으로 실시되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 반응챔버 클리닝은 상기 한 로트의 웨이퍼 가공이 연속적으로 시작되기 전에 실시되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼를 가공하는 단계는 웨이퍼를 건식 식각하는 단계인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼를 가공하는 단계는 웨이퍼 상에 물질막을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공방법.
6. 로트 단위로 웨이퍼 가공을 실시하는 반도체 장치의 웨이퍼 가공방법에 있어서,

   상기 로트를 구성하는 웨이퍼들중 선택된 어느 하나를 가공하기 전에 상기 웨이퍼를 가공할 반응챔버를 제1 공정 조건하에서 클리닝하는 단계; 및

   상기 반응챔버내에서 상기 웨이퍼를 제2 공정조건하에서 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공공정.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 웨이퍼 가공 단계는 웨이퍼를 건식식각하는 단계인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공방법.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 웨이퍼 가공 단계는 웨이퍼 상에 물질막을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공방법.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 웨이퍼를 건식식각하기 전에 상기 반응챔버를 클리닝하기 위한 상기 제1 공정조건은 상기 반응챔버의 압력을 5mmtorr정도로 유지하는 조건과 상기 반응챔버내에 플라즈마를 형성하기 위한 소오스 가스로서 SF₆가스 및 염소가스(Cl₂)를 각각 6sccm 및 65sccm정도 플로우시키는 조건과 상기 반응챔버 내부의 탑 파워(top power)를 250왓트(W)정도로 유지하는 조건 및 상기 클리닝은 40초 정도 실시하는 조건등을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 웨이퍼를 건식 식각하기 위한 상기 제2 공정 조건은 상기 제1 공정조건에 상기 반응챔버의 바텀 파워(bottom power)를 100왓트 정도로 유지하는 조건과 상기 웨이퍼의 백 사이드(back side) 헬륨 가스(He)를 8토르(torr)정도로 유지하는 조건 및 식각 시간을 조절함으로써 식각 종말점을 검출하는 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공방법.