KR20030002241A - 웨이퍼 에지 세정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 에지 세정 장치에 관한 것으로, 특히 웨이퍼(Wafer) 상의 패턴(Pattern) 형성 공정 시 발생되는 잔류물을 상기 웨이퍼 에지(Edge) 부위에 플라즈마(Plasma)를 발생시켜 제거하므로, 플라즈마 식각 방법이므로 깨끗한 공정으로 진행되고 상기 웨이퍼의 측면 그리고 뒷면까지도 상기 잔류물을 제거하여 소자 원가의 절감과 소자의 수율 및 신뢰성을 향상시키는 특징이 있다.

Description

웨이퍼 에지 세정 장치{Apparatus for cleaning of wafer edge}
본 발명은 웨이퍼 에지 세정 장치에 관한 것으로, 특히 웨이퍼(Wafer) 상의 패턴(Pattern) 형성 공정 시 발생되는 잔류물을 상기 웨이퍼 에지(Edge) 부위에 플라즈마(Plasma)를 발생시켜 제거하므로 소자 원가의 절감과 소자의 수율 및 신뢰성을 향상시키는 웨이퍼 에지 세정 장치에 관한 것이다.
디램(Dynamic Random Access Memory : DRAM) 및 회로 소자 개발을 위해 화학적 기계 연마 공정 및 식각 공정이 필수적으로 쓰이고 있다.
상기 화학적 기계 연마 공정 및 식각 공정을 진행 한 후 금속, 폴리머(Polymer) 및 다결정 실리콘 등과 같은 증착 물질의 잔류물이 완전히 제거되지 않아 후속 공정 진행 시 파티클 소스(Particle source)로 작용하고 있다.
도 1은 종래의 화학적 기계 연마 공정을 사용하여 패턴닝할 경우 발생되는 잔류물을 나타낸 단면도이고, 도 2는 종래의 식각 공정을 사용하여 패턴닝할 경우 발생되는 잔류물을 나타낸 단면도이다.
종래의 웨이퍼 에지 세정 방법은 도 1 및 도 2에서와 같이, 웨이퍼(11) 상에 패턴 형성층(13)을 형성한다.
이때, 상기 패턴 형성층(13)을 화학적 기계 연마 공정을 사용하여 형성할 경우 도 1에서와 같이, 공정 후 상기 웨이퍼(11)의 측면에 증착 물질의 제 1 잔류물(15)이 발생되고, 상기 패턴 형성층(13)을 식각 공정을 사용하여 형성할 경우 도 2에서와 같이, 공정 후 상기 웨이퍼(11)의 측면과 뒷면에 증착 물질의 제 2잔류물(17)이 발생된다.
그리고, 상기 웨이퍼(11) 에지 부위만을 선택적으로 연마하는 화학적 기계 연마 공정에 의해 상기 제 1 잔류물(15) 또는 제 2 잔류물(17)을 제거한다.
그러나 종래의 웨이퍼 에지 세정 장치는 패턴 공정 이후 웨이퍼의 측면과 뒷면에 남아 있는 잔류물을 상기 웨이퍼 에지 부위만을 선택적으로 연마하는 화학적 기계 연마 방법에 의해 제거하기 때문에 다음과 같은 이유에 의해 소자의 수율 및 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.
첫째, 상기 화학적 기계 연마 방법은 슬러리(Slurry)를 사용하기 때문에 상기 웨이퍼 전체를 오염시킨다.
둘째, 패턴 공정 후 화학적 기계 연마 공정과 슬러리를 제거하기 위한 세정 공정이 부과되기 때문에 공정 소요 시간이 길어진다.
셋째, 상기 웨이퍼 에지 부위만을 선택적으로 연마하는 화학적 기계 연마 공정으로는 웨이퍼의 뒷면에 남아 있는 잔류물을 제거하기 어렵다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 웨이퍼 상의 패턴 형성 공정 시 발생되는 잔류물을 상기 웨이퍼 에지 부위에 플라즈마를 발생시켜 제거하므로 상기 웨이퍼의 측면 그리고 뒷면까지도 상기 잔류물을 제거하는 웨이퍼 에지 세정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 화학적 기계 연마 공정을 사용하여 패턴닝할 경우 발생되는 잔류물을 나타낸 단면도.
도 2는 종래의 식각 공정을 사용하여 패턴닝할 경우 발생되는 잔류물을 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 웨이퍼 에지 세정 장치를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 웨이퍼 에지 세정 장치를 나타낸 단면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
31: 웨이퍼 33: 챔버
35: 챔버 덮개 37: 턴 코일
39: 접지부 41: 영구자석
43: 리프트 45: 세라믹 링
47: 제 1 가스 주입구 49: 제 2 가스 주입구
61: 가스 주입구
본 발명의 웨이퍼 에지 세정 장치는 웨이퍼와 챔버, 상기 웨이퍼의 에지와중심부를 분리시키는 챔버 덮개, 상기 챔버를 원형으로 둘러싸면서 형성되며 플라즈마가 생성되도록 주파수를 조절하는 주파수 조절부, 상기 웨이퍼 뒷면의 외각 부위에 형성되어 상기 플라즈마가 웨이퍼 중심 쪽으로 이동하는 것을 방지하는 영구자석, 상기 하나의 영구자석과 연결되면서 상기 웨이퍼를 챔버에 주입시키는 웨이퍼 이동부, 상기 영구자석보다 외곽의 챔버 내부 상단에 형성되어 상기 웨이퍼 중심부와 외곽 부분의 플라즈마 발생을 분리시키는 세라믹 링, 상기 챔버 외부의 중앙에 형성된 제 1 가스 주입구 및 상기 세라믹 링보다 외곽의 챔버 외부에 형성된 제 2 가스 주입구를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 웨이퍼 에지 세정 장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 웨이퍼 에지 세정 장치를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 웨이퍼 에지 세정 장치를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 제 1 실시 예에 따른 웨이퍼 에지 세정 장치는 도 3에서와 같이, 웨이퍼(31), 상기 웨이퍼(31)의 측면과 뒷면에 남아 있는 잔류물을 제거하기 위한 공간인 챔버(Chamber)(33), 상기 웨이퍼(31)의 에지와 중심부를 분리시키는 챔버 덮개(35), 상기 챔버(33)를 원형으로 둘러싸면서 형성되며 플라즈마가 생성되도록 주파수를 조절하는 하나 또는 한 쌍의 턴 코일(37), 상기 턴 코일(37)을 접지시키는 접지부(39), 상기 웨이퍼(31) 뒷면의 외각 부위에 형성되어 상기 턴 코일(37)에 의해 발생된 플라즈마 플럭스(Flux)가 웨이퍼(31) 중심 쪽으로 이동하는 것을 방지하는 영구자석(41), 상기 하나의 영구자석(41)과 연결되면서 상기 웨이퍼(31)를 이동시켜 챔버(33)에 주입시키는 리프트(43), 상기 영구자석(41)보다 외곽의 챔버(33) 내부 상단에 형성되어 상기 웨이퍼(31) 중심부와 외곽 부분의 플라즈마 발생을 분리시키는 세라믹 링(45), 상기 챔버(33) 외부의 중앙에 형성된 제 1 가스 주입구(47) 및 상기 세라믹 링(45)보다 외곽의 챔버(33) 외부에 형성된 제 2 가스 주입구(49)로 구성된다.
여기서, 상기 제 1 가스 주입구(47)의 압력이 상기 제 2 가스 주입구(49)의 압력보다 높게되어 상기 웨이퍼(31) 에지 부근에서 생성된 플라즈마에 의해 탈착되는 잔류물이 상기 웨이퍼(31) 중심 부분으로 이동하지 못하게 된다.
그리고, 상기 턴 코일(37)은 5㎑ ∼ 50㎒의 주파수가 사용되고, 상기 웨이퍼(31)와 세라믹 링(45)간에 0 ∼ 1㎜의 간격이 유지되고, 상기 웨이퍼(31)와 영구자석(41)간에 0 ∼ 10㎜의 간격이 유지되고, 상기 챔버 덮개(35)와 영구자석(41)의 재질은 세라믹이고, 상기 챔버(33) 내의 온도는 상온에서 800℃까지이며, 상기 영구자석(41)의 극성은 무시하고 설치된다.
상술한 본 발명의 웨이퍼 에지 세정 장치는 시간당 웨이퍼 진행 장 수는 챔버 수를 늘려서 증가시킬 수 있고, 웨이퍼 측면의 플라즈마 처리 가능 길이를 자유로이 조절할 수 있으며, 포토 마스크(Photo mask) 공정의 에지 바운드리 영역의 길이에 대응할 수 있어 웨이퍼 당 다이 수도 증가시킬 수 있다.
또한 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 웨이퍼 에지 세정 장치는 도 4에서와 같이, 두 개의 가스 주입구가 형성되지 않고 상기 세라믹 링(45)보다 외곽의챔버(33) 외부에 형성된 하나의 가스 주입구(61)를 포함하여 구성된다.
상술한 본 발명의 웨이퍼 에지 세정 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
상기 웨이퍼(31)가 영구자석(41) 위에 장착되고 상기 챔버(33)를 진공상태로 만든 후 상기 제 1 가스 주입구(47)에 가스를 먼저 주입시키고 상기 제 1 가스 주입구(47)보다 낮은 압력으로 제 2 가스 주입구(49)에 가스를 주입시킨다. 그 후 상기 챔버(33) 내의 압력을 일정하게 유지시키면서 상기 턴 코일(37)에 파워를 공급하여 플라즈마를 턴온(turn on) 한다. 상기 웨이퍼 에지 세정 공정이 끝나면 상기 턴 코일(37)의 파워를 끄고 가스를 배출한 후 상기 웨이퍼(31)를 챔버(33)로 부터 분리하여 끄집어낸다.
본 발명의 웨이퍼 에지 세정 장치는 웨이퍼 상의 패턴 형성 공정 시 발생되는 잔류물을 상기 웨이퍼 에지 부위에 플라즈마를 발생시켜 제거하므로, 플라즈마 식각 방법이므로 깨끗한 공정으로 진행되고 상기 웨이퍼의 측면 그리고 뒷면까지도 상기 잔류물을 제거하여 소자 원가의 절감과 소자의 수율 및 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 웨이퍼와 챔버;
    상기 웨이퍼의 에지와 중심부를 분리시키는 챔버 덮개;
    상기 챔버를 원형으로 둘러싸면서 형성되며 플라즈마가 생성되도록 주파수를 조절하는 주파수 조절부;
    상기 웨이퍼 뒷면의 외각 부위에 형성되어 상기 플라즈마가 웨이퍼 중심 쪽으로 이동하는 것을 방지하는 영구자석;
    상기 하나의 영구자석과 연결되면서 상기 웨이퍼를 챔버에 주입시키는 웨이퍼 이동부,
    상기 영구자석보다 외곽의 챔버 내부 상단에 형성되어 상기 웨이퍼 중심부와 외곽 부분의 플라즈마 발생을 분리시키는 세라믹 링;
    상기 챔버 외부의 중앙에 형성된 제 1 가스 주입구;
    상기 세라믹 링보다 외곽의 챔버 외부에 형성된 제 2 가스 주입구를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 세정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 가스 주입구의 압력이 상기 제 2 가스 주입구의 압력보다 높게됨을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 세정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 조절부는 5㎑ ∼ 50㎒의 주파수가 사용됨을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 세정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼와 세라믹 링간에 0 ∼ 1㎜의 간격이 유지됨을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 세정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼와 영구자석간에 0 ∼ 10㎜의 간격이 유지됨을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 세정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버 덮개, 주파수 조절부 및 영구자석의 재질은 세라믹임을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 세정 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버 내의 온도는 상온에서 800℃까지임을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 세정 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 영구자석의 극성은 무시하고 설치됨을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 세정 장치.
  9. 웨이퍼와 챔버;
    상기 웨이퍼의 에지와 중심부를 분리시키는 챔버 덮개;
    상기 챔버를 원형으로 둘러싸면서 형성되며 플라즈마가 생성되도록 주파수를 조절하는 주파수 조절부;
    상기 웨이퍼 뒷면의 외각 부위에 형성되어 상기 플라즈마가 웨이퍼 중심 쪽으로 이동하는 것을 방지하는 영구자석;
    상기 하나의 영구자석과 연결되면서 상기 웨이퍼를 챔버에 주입시키는 웨이퍼 이동부,
    상기 영구자석보다 외곽의 챔버 내부 상단에 형성되어 상기 웨이퍼 중심부와 외곽 부분의 플라즈마 발생을 분리시키는 세라믹 링;
    상기 세라믹 링보다 외곽의 챔버 외부에 형성된 가스 주입구를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 세정 장치.
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