KR20000067357A - 반도체 웨이퍼 표면의 오염 시료를 채취하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 반도체 웨이퍼에 형성된 실리콘질화막에 포함된 중금속의 오염정도를 측정하기 위한 오염 시료 채취 방법은, 상기 웨이퍼를 불산(HF) 용액이 담겨진 용기 위에 로딩하고, 상기 불산 용액에 의해 상기 실리콘질화막이 용해되도록 상기 웨이퍼가 상기 용기 상에 로딩된 상태를 소정시간 유지한 후, 상기 실리콘질화막이 용해되어 있는 상기 불산 용액을 포집한다. 상기 실리콘질화막이 용해되어 있는 불산 용액을 포집함으로서 GF-AAS 분석기에 의해서 웨이퍼에 형성된 실리콘질화막에 포함된 중금속의 오염 정도를 정확하게 측정할 수 있다.

Description

반도체 웨이퍼 표면의 오염 시료를 채취하는 방법{METHOD FOR COLLECTION CONTAMINATION SAMPLE OF SEMICONDUCTOR WAFERS SURFACE}

본 발명은 웨이퍼 표면의 오염분석에 필요한 샘플링 시료를 채취하기 위한 웨이퍼 표면 오염 시료 채취 방법에 관한 것이다.

반도체 장치의 제조 공정 중에는 기판 상에 활성 영역을 형성하기 위해 실리콘질화막(SiN)을 형성하는 공정이 있다. 실리콘질화막은 주로 확산(diffusion)에 의해 형성되는데 이 때 중금속의 오염 여부를 평가하기 위한 종래의 방법에는, 1%의 HF(불산)과 2%의 HNO₃로 구성되는 스캐닝 용액(scanning solution)을 사용해 실리콘질화막 표면을 스캐닝 방법으로 포집한 후 이를 GF-AAS(Graphite Furnace-Atomic Absorption Spectrometer)를 이용해 분석하는 방법이 있었다. 이 방법으로는 단지 간접적인 오염 수준 즉, 실리콘질화막의 벌크에 존재하는 오염 수준은 평가할 수 없고 표면에 존재하는 오염 수준 만을 알 수 있고, 어느 정도로 오염되었는지 정확한 정보를 얻을 수 없다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 반도체 웨이퍼에 형성된 실리콘질화막의 중금속 오염분석에 필요한 샘플링 시료를 채취하기 위한 웨이퍼 표면 오염 시료 채취 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 표면의 오염 시료를 채취하는 장치를 보여주는 도면; 그리고

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 표면의 오염 시료를 채취하는 수순을 보여주는 흐름도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 가열 플레이트 12 : 용기

14 : 용기 턱 16 : 웨이퍼

상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 반도체 웨이퍼 표면에 형성된 실리콘질화(SiN)막을 용해시키기 위한 용액이 담겨진 용기를 포함하는 장치에서 반도체 웨이퍼 표면의 오염 시료를 채취하는 방법은: 상기 웨이퍼의 실리콘질화막이 형성된 면이 상기 용액에 잠기도록 상기 웨이퍼를 상기 용기 위에 로딩하는 단계와; 상기 실리콘질화막을 용해시키기 위한 용액에 의해 상기 실리콘질화막이 용해되도록 상기 웨이퍼가 상기 용기 상에 로딩된 상태를 소정시간 유지하는 단계 및; 상기 실리콘질화막이 용해되어 있는 상기 용액을 포집하는 단계를 포함한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 실리콘질화막을 용해시키기 위한 용액은 불산(HF) 용액을 10% ~ 15%로 초순수를 사용하여 희석한 것이고, 상기 희석된 불산 용액의 온도는 27 ℃ 내지 30 ℃이다.

이 실시예에 있어서, 상기 웨이퍼가 상기 용기 상에 로딩된 상태를 유지하는 시간은 약 30분이다.

이와 같은 반도체 웨이퍼 표면의 오염 시료를 채취하는 방법에 의하면, 웨이퍼에 형성된 실리콘질화막을 불산 용액에 용해하고, 상기 실리콘질화막이 용해된 불산 용액을 채취함으로써, GF-AAS 분석기 등을 이용하여 실리콘질화막에 포함된 중금속의 오염 정도를 정확하게 측정할 수 있다.

(실시예)

이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 2를 참조하여 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 표면의 오염 시료를 채취하는 장치를 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 반도체 웨이퍼 표면의 오염 시료를 채취하는 장치는 가열 플레이트(10), 용기(12) 등으로 크게 이루어진다. 상기 용기(12)에는 불산(HF) 용액을 10% ~ 15%로 초순수(deionized water)를 사용하여 희석한 용액이 담겨있고, 상기 용기(12)는 가열 플레이트(10) 위에 놓여진다. 상기 가열 플레이트(10)는 불산 용액이 27 ℃ ~ 30 ℃로 유지되도록 상기 용기(12)를 가열시킨다. 상기 용기(12)는 예를 들면, 테플론 로딩 툴(Teflon Loading Tool)이다.

오염 시료가 채취될 웨이퍼(16)의 실리콘질화(SiN)막이 형성된 면을 용액쪽으로 향하도록 하여 상기 면이 상기 불산 용액에 잠기도록 웨이퍼(16)를 상기 용기(12)의 턱(14)에 로딩한다. 상기 불산 용액은 상기 실리콘질화막을 화학적으로 용해하여 용액의 상태로 변화시킨다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 표면의 오염 시료를 채취하는 수순을 보여주는 흐름도이다.

먼저 단계 20에서는, 오염 시료를 채취할 웨이퍼(16)의 실리콘질화막이 형성된 면을 용액쪽으로 향하도록 하여 상기 용기(12)의 턱(14)에 로딩한다. 이 때, 상기 웨이퍼(16)의 실리콘질화막은 상기 불산 용액에 충분히 잠기도록 한다.

단계 22에서는, 상기 웨이퍼(16)에 형성된 실리콘질화막이 불산 용액에 의해 용해되도록 상기 웨이퍼(16)가 용기(12)에 로딩된 상태를 약 30분간 유지시킨다. 이 때, 상기 불산 용액의 온도는 27 ℃ ~ 30 ℃로 유지하여야 한다.

다음 단계 24에서는, 피펫(pipette)을 사용하여 상기 불산 용액을 포집한다. 상기 불산 용액에는 상기 실리콘질화막이 용해되어 있다. 포집된 불산 용액은 테플론 보틀(teflon bottle)에 뚜껑을 닫고 보관한다.

상술한 바와 같은 방법으로 포집된 불산 용액은 GF-AAS(Graphite Furnace-Atomic Absorption Spectrometer) 분석기를 이용해 분석한다. 상기 GF-AAS 분석기는 원자흡수 분광법을 이용한 극미량 중금속 오염을 분석하는 설비로써, 액체시료 20㎕ ~ 60㎕를 고온탄소로에 넣고 건조(dry), 애싱(ashing) 및, 원자화 단계(atomize step)를 거쳐 중성원자로 만들어 분석한다.

예시적인 바람직한 실시예들을 이용하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 범위는 개시된 실시예들에 한정되지 않는다는 것이 잘 이해될 것이다. 오히려, 본 발명의 범위에는 다양한 변형 예들 및 그 유사한 구성들을 모두 포함될 수 있도록 하려는 것이다. 따라서, 청구 범위는 그러한 변형 예들 및 그 유사한 구성들 모두를 포함하는 것으로 가능한 폭넓게 해석되어야 한다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 웨이퍼에 형성된 실리콘질화막에 포함된 중금속의 오염분석에 필요한 샘플링 시료를 채취할 수 있다. 채취된 샘플링 시료는 GF-AAS 분석기에서 중금속의 오염 정도를 분석할 수 있으므로, 실리콘질화막에 포함된 중금속의 오염정도를 정확하게 분석할 수 있다.

Claims (3)

1. 반도체 웨이퍼 표면에 형성된 실리콘질화(SiN)막을 용해시키기 위한 용액이 담겨진 용기를 포함하는 장치에서 반도체 웨이퍼 표면의 오염 시료를 채취하는 방법에 있어서:

   상기 웨이퍼의 실리콘질화막이 형성된 면이 상기 용액에 잠기도록 상기 웨이퍼를 상기 용기 위에 로딩하는 단계와;

   상기 실리콘질화막이 상기 용액에 의해서 용해되도록 상기 웨이퍼가 상기 용기 상에 로딩된 상태를 소정시간 유지하는 단계 및;

   상기 실리콘질화막이 용해되어 있는 상기 용액을 포집하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 표면의 오염 시료를 채취하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 실리콘질화막을 용해시키기 위한 용액은 불산(HF) 용액을 10% ~ 15%로 초순수를 사용하여 희석한 것이고, 상기 희석된 불산 용액의 온도는 27 ℃ 내지 30 ℃인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 표면의 오염 시료를 채취하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 웨이퍼가 상기 용기 상에 로딩된 상태를 유지하는 시간은 약 30분인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 표면의 오염 시료를 채취하는 방법.