KR20050065748A - Megasonic cleaner for chemical mechanical polishing process and cleaning method using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 화학 기계적 연마공정의 메가소닉 세척장치는, 화학 기계적 연마 공정에서 발생되는 파티클 및 잔류물을 효과적으로 제거하기 위하여, 웨이퍼가 로딩 및 언로딩되며 모터에 의하여 회전 구동되는 웨이퍼 척, 이 웨이퍼 척에 로딩된 웨이퍼에 분사되는 초순수 및 질소가스에 메가소닉 파장을 가하는 메가소닉 발진부, 이 메가소닉 발진부를 통과한 초순수 및 질소가스를 웨이퍼 표면에 분사하는 노즐 헤드, 및 이 노즐 헤드가 웨이퍼를 향하도록 메가소닉 발진부와 노즐 헤드를 구비하는 암으로 구성되어 있다.The megasonic cleaning apparatus of the chemical mechanical polishing process of the present invention is a wafer chuck in which a wafer is loaded and unloaded and rotationally driven by a motor in order to effectively remove particles and residues generated in the chemical mechanical polishing process. A megasonic oscillator for applying megasonic wavelengths to ultrapure water and nitrogen gas injected onto the wafer loaded on the wafer; It consists of an arm provided with a megasonic oscillation part and a nozzle head.
Description
본 발명은 화학 기계적 연마공정의 메가소닉(Megasonic) 세척장치 및 이를 이용한 세척방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화학 기계적 연마(CMP; Chemical Mechanical Polishing) 공정에서 발생되는 파티클(particle) 및 잔류물(residue)을 효과적으로 제거하는 화학 기계적 연마공정의 메가소닉 세척장치 및 이를 이용한 세척방법에 관한 것이다.The present invention relates to a megasonic cleaning apparatus of a chemical mechanical polishing process and a cleaning method using the same, and more particularly, particles and residues (CMP) generated in a chemical mechanical polishing (CMP) process ( The present invention relates to a megasonic cleaning apparatus of a chemical mechanical polishing process that effectively removes residues, and a cleaning method using the same.
CMP 공정 중, W(텅스텐) CMP에서 발생되는 디펙트(defect)는 크게 파티클과 잔류물로 나눌 수 있다. CMP 공정의 특성 상 외부에 노출이 가능한 W CMP는 폴리싱부에서 웨이퍼를 연마하고, 세척부에서 웨이퍼를 세척하게 된다.During the CMP process, defects generated in the W (tungsten) CMP can be largely divided into particles and residues. Due to the nature of the CMP process, the W CMP, which can be exposed to the outside, polishes the wafer in the polishing unit and cleans the wafer in the cleaning unit.
폴리싱부에서는 슬러리라는 연마재를 사용하고, 세척부에서는 브러시를 사용하여, 웨이퍼 표면에 묻은 슬러리 및 각종 파티클을 세척하고 웨이퍼를 건조함으로서 CMP 공정이 종료된다.The polishing part uses an abrasive called slurry, and the cleaning part uses a brush to wash the slurry and various particles on the wafer surface and to dry the wafer, thereby completing the CMP process.
특히, 세척부에서는 슬러리와 같은 케미컬을 사용함에도 불구하고 파티클 및 잔류물과 같은 디펙트들이 발견되고 있다.In particular, defects such as particles and residues have been found in the washing section despite the use of chemicals such as slurries.
파티클은 0.3~1㎛와 같은 작은 사이즈가 대부분이며, 가끔 1㎛ 이상의 큰 사이즈도 있다. 이 CMP 파티클은 웨이퍼 상에 형성되는 게이트에 연결된 텅스텐 스터드와 메탈 층 사이에 공간을 형성하거나, 홀을 막아서, 상호 연결되어야 할 양자의 접촉 기능을 상실하게 한다.Particles are mostly small in size, such as 0.3 to 1 μm, sometimes larger than 1 μm. These CMP particles form a space between the tungsten stud and the metal layer connected to the gate formed on the wafer, or close the holes, thus losing the contact function of both to be interconnected.
또한, 메탈 스퍼터 후 DM 검사 결과, 언더 레이어에서 발생된 디펙트가 검출되고 있다.In addition, as a result of the DM inspection after the metal sputtering, defects generated in the underlayer are detected.
이 디펙트의 전형적인 맵 형태는 링 타입으로 발생되며, 랜덤 디펙트는 작은 사이즈의 파티클 형태로 검출되고, 클러스터 타입의 디펙트는 잔류물 형태로 관찰되고 있다. Typical map shapes of these defects occur in the ring type, random defects are detected in the form of small particles, and cluster type defects are observed in the form of residues.
이 잔류물의 원인 물질이 남아 그 형태를 유지하고 있으므로 CMP 공정 후 DM 검사에서는 잘 보이지 않지만, 오버 레이어 메탈 스퍼터 후 DM 검사에서는 그 모양이 잘 나타나고 있다.Since the causative agent of this residue remains and maintains its shape, it is hardly seen in the DM inspection after the CMP process, but the appearance is well seen in the DM inspection after the layer metal sputtering.
또한, W CMP 슬러리 이미지와 메탈 에칭 후 보여지는 디펙트의 이미지가 동일하게 보이며, 디펙트는 W CMP 이후 발생되는 슬러리성 디펙트이다,In addition, the W CMP slurry image and the image of the defect seen after the metal etching look the same, and the defect is a slurry defect generated after the W CMP.
이와 같은 파티클 및 잔류물은 CMP 공정에서 여러 가지 케미컬을 사용하게 하고, 수율 및 품질 저하와 같은 여러 가지 문제점들을 발생시키게 된다.Such particles and residues lead to the use of various chemicals in the CMP process and to various problems such as yield and quality deterioration.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 화학 기계적 연마 공정에서 발생되는 파티클 및 잔류물을 효과적으로 제거하는 화학 기계적 연마공정의 메가소닉 세척장치 및 이를 이용한 세척방법을 제공하는 데 있다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention to provide a megasonic cleaning apparatus of the chemical mechanical polishing process and the cleaning method using the same to effectively remove particles and residues generated in the chemical mechanical polishing process. There is.
본 발명에 따른 화학 기계적 연마공정의 메가소닉 세척장치는,Megasonic cleaning apparatus of the chemical mechanical polishing process according to the present invention,
웨이퍼가 로딩 및 언로딩되며 모터에 의하여 회전 구동되는 웨이퍼 척,A wafer chuck in which the wafer is loaded and unloaded and rotationally driven by a motor,
상기 웨이퍼 척에 로딩된 웨이퍼에 분사되는 세정액과 세정가스에 메가소닉 파장을 가하는 메가소닉 발진부,A megasonic oscillator for applying a megasonic wavelength to the cleaning liquid and the cleaning gas injected into the wafer loaded on the wafer chuck,
상기 메가소닉 발진부를 통과한 세정액 및 세정가스를 웨이퍼 표면에 분사하는 노즐 헤드, 및A nozzle head for injecting the cleaning liquid and the cleaning gas that have passed through the megasonic oscillation part onto the wafer surface, and
상기 노즐 헤드가 웨이퍼를 향하도록 메가소닉 발진부와 노즐 헤드를 구비하는 암을 포함하고 있다.And an arm having a megasonic oscillation portion and a nozzle head so that the nozzle head faces the wafer.
상기 웨이퍼 척과 모터를 연결하는 축에는 로딩된 웨이퍼를 경사진 상태에서 회전 가능하게 하는 틸트 모터가 구비되는 것이 바람직하다.Preferably, the shaft connecting the wafer chuck and the motor is provided with a tilt motor for allowing the loaded wafer to rotate in an inclined state.
상기 메가소닉 발진부는 세정액 및 세정가스 분자에 메가소닉 파장을 심도록 그 외곽 내면에 메가소닉 발진판을 구비하고,The megasonic oscillator is provided with a megasonic oscillation plate on the inner surface of the outside so as to plant a megasonic wavelength in the cleaning liquid and cleaning gas molecules,
상기 메가소닉 발진판 내에 세정가스 라인을 구비하고 있다.A cleaning gas line is provided in the megasonic oscillation plate.
상기 노즐 헤드는 메가소닉 발진부 선단에 구비되며, 세정가스를 분사하도록 중앙에 구비되는 가스 노즐, 및The nozzle head is provided at the tip of the megasonic oscillator, the gas nozzle is provided at the center to inject cleaning gas, and
상기 가스 노즐의 외곽에 구비되어 세정액을 분사하는 액 노즐을 포함하고 있다.It is provided on the outside of the gas nozzle and includes a liquid nozzle for spraying the cleaning liquid.
상기 노즐은 0.1㎛로 구성되는 것이 바람직하다.The nozzle is preferably composed of 0.1㎛.
상기 세정액은 초순수이고, 세정가스는 질소가스인 것이 바람직하다.It is preferable that the said cleaning liquid is ultrapure water, and a cleaning gas is nitrogen gas.
상기 암은 웨이퍼를 세척할 때 노즐 헤드를 웨이퍼 상에서 좌우로 이동시키는 암 모터를 더 구비하고 있다.The arm further includes an arm motor that moves the nozzle head from side to side on the wafer when cleaning the wafer.
상기 웨이퍼 척의 하측에는 세정액이 주위로 비산되는 것을 방지하는 후드가 구비되어 있다.A hood is provided below the wafer chuck to prevent the cleaning liquid from scattering around.
상기 후드는 웨이퍼 척에 웨이퍼를 로딩 및 언로딩할 때 하강하고 세척 공정 시 상승되도록 그 하측에 구비되는 실린더로 연결되어 있다.The hood is connected by a cylinder provided on the lower side so as to descend when loading and unloading the wafer into the wafer chuck and ascend during the cleaning process.
또한, 본 발명에 따른 화학 기계적 연마공정의 메가소닉 세척장치를 이용한 세척방법은, In addition, the cleaning method using the megasonic cleaning apparatus of the chemical mechanical polishing process according to the present invention,
폴리싱된 웨이퍼를 투입하는 단계,Inputting the polished wafer,
상기 단계에 이어 외부에서 공급되는 초순수에 메가소닉을 가하고 이를 회전하는 웨이퍼에 분사하여 웨이퍼를 1차 세척하는 단계,After the step of applying a megasonic to the ultra-pure water supplied from the outside and spraying it on the rotating wafer to clean the wafer first,
상기 단계에 이어 질소가스에 메가소닉을 가하여 이를 웨이퍼에 분사하여 초순수로 1차 세척된 웨이퍼를 2차 세척하는 단계, 및Subsequent to the step of adding megasonic to the nitrogen gas and spraying it on the wafer to perform a second wash of the wafer washed first with ultrapure water, and
상기 단계에서 1, 2차로 세척된 웨이퍼를 인출하는 단계를 포함한다.In the step, the first and second washed wafers are taken out.
상기 1, 2차 세척 단계는 동시에 진행될 수도 있다.The first and second washing steps may be performed simultaneously.
상기 1차 세척 단계는,The first washing step,
나노 탱크로 초순수를 공급하는 단계,Supplying ultrapure water to the nano tank,
상기 단계에서 공급된 초순수를 나노 탱크에서 나노미터 크기로 분할하는 단계,Dividing the ultrapure water supplied in the step into nanometer size in the nano tank,
상기 단계에서 나노미터 크기로 분할된 초순수 입자에 메가소닉을 가하여 파장을 가지게 하는 단계, 및Applying megasonic to the ultrapure water particles divided into nanometer size in the step to have a wavelength, and
상기 단계에서 파장을 가지게 된 나노미터 크기의 초순수 입자를 노즐로 분사하여 웨이퍼를 세척하는 단계를 포함한다.The step of cleaning the wafer by spraying the nanometer-sized ultrapure water particles having a wavelength in the nozzle to the nozzle.
상기 1차 세척 단계는 틸트 모터에 의하여 웨이퍼 척 및 이에 로딩된 웨이퍼를 경사지게 하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the first washing step further includes tilting the wafer chuck and the wafer loaded thereon by the tilt motor.
상기 1차 세척 단계에서 초순수 및 질소가스를 분사하기 전에 후드를 상승시키는 단계, 및Raising the hood before spraying ultrapure water and nitrogen gas in the first washing step, and
상기 2차 세척 단계에서 초순수 및 질소가스 분사 완료 후에는 후드를 하강시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to further include the step of lowering the hood after the completion of the ultra pure water and nitrogen gas injection in the second washing step.
본 발명의 이점 및 장점은 이하의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명함으로서 보다 명확하게 될 것이다.Advantages and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마공정의 메가소닉 세척장치의 구성도로서, 세정액인 초순수(DI액) 및 세정가스인 질소가스 분자에 메가소닉을 가하여 발진시킨 후 파장을 가진 초순수 및 질소가스 분자를 웨이퍼에 분사하여 파티클 및 잔류물을 제거할 수 있도록 구성되어 있다.1 is a block diagram of a megasonic cleaning apparatus of a chemical mechanical polishing process according to the present invention, ultrapure water and nitrogen gas having a wavelength after oscillating by adding megasonic to ultrapure water (DI liquid), which is a cleaning liquid, and nitrogen gas, which is a cleaning gas. The molecules are sprayed onto the wafer to remove particles and residues.
이 메가소닉 세척장치는 크게 웨이퍼 척(1), 메가소닉 발진부(3), 노즐 헤드(5) 및 암(7)을 포함하는 구성으로 이루어져 있다.This megasonic cleaning device is largely comprised of the structure which contains the wafer chuck 1, the megasonic oscillation part 3, the nozzle head 5, and the arm 7. As shown in FIG.
상기 웨이퍼 척(1)은 폴리싱 공정을 거친 웨이퍼(9)가 로딩되어 세척된 후 언로딩될 수 있도록 구성되어 있다. 그리고 이 웨이퍼 척(1)은 모터(11)에 의하여 웨이퍼(7)를 회전시키면서 세척할 수 있도록 구성되어 있다. 웨이퍼(7)가 회전되면, 그 표면이 고르게 세척된다.The wafer chuck 1 is configured such that the polished wafer 9 can be loaded, cleaned and unloaded. The wafer chuck 1 is configured to be cleaned while rotating the wafer 7 by the motor 11. When the wafer 7 is rotated, its surface is washed evenly.
이 웨이퍼 척(1)은 모터(11)에 의하여 회전 작동되며, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 이 척(1)과 모터(11)를 연결하는 축(13)에는 틸트 모터(15)가 구비되어 있다. 이 틸트 모터(15)는 웨이퍼 척(1)에 로딩된 웨이퍼(9)를 경사지지게 하고, 이와 같이 경사진 상태에서 웨이퍼 척(1)을 회전시킬 수 있게 한다.The wafer chuck 1 is rotated by a motor 11, and as shown in FIGS. 2 and 3, a tilt motor 15 is provided on a shaft 13 connecting the chuck 1 and the motor 11. ) Is provided. This tilt motor 15 inclines the wafer 9 loaded on the wafer chuck 1, and allows the wafer chuck 1 to rotate in this inclined state.
이 틸트 모터(15)에 의하여 웨이퍼(9)가 경사진 상태로 세척 공정이 진행되면, 수평 상태에서 세척 공정이 진행되는 것보다 웨이퍼(9)의 세척 효율을 향상시킬 수 있게 된다. When the cleaning process is performed in the inclined state of the wafer 9 by the tilt motor 15, the cleaning efficiency of the wafer 9 can be improved than the cleaning process is performed in the horizontal state.
이와 같은 웨이퍼 척(1)에 로딩된 웨이퍼(9)를 세척하기 위하여 세정액인 초순수 및 세정가스인 질소가스가 분사하게 된다. 이를 위하여, 상기한 메가소닉 발진부(3)와 노즐 헤드(5)가 구비되어 있다.In order to clean the wafer 9 loaded on the wafer chuck 1, ultrapure water, which is a cleaning liquid, and nitrogen gas, which is a cleaning gas, are injected. To this end, the aforementioned megasonic oscillator 3 and nozzle head 5 are provided.
먼저, 메가소닉 발진부(3)를 설명하면, 이 메가소닉 발진부(3)는 웨이퍼(9)에 분사될 세정액 및 세정가스에 메가소닉 파장을 심어 줄 수 있도록 구성되어 있다.First, the megasonic oscillation unit 3 will be described. The megasonic oscillation unit 3 is configured to inject megasonic wavelengths into the cleaning liquid and the cleaning gas to be injected onto the wafer 9.
이 메가소닉 발진부(3)는 도 4에 도시된 바와 같이, 메가소닉 발진판(17)과 세정가스 라인(19)을 구비하고 있으며, 메가소닉을 발진시키는 것은 통상의 것을 사용할 수 있으므로 이에 대한 구체적인 설명을 생략한다.As shown in FIG. 4, the megasonic oscillation unit 3 includes a megasonic oscillation plate 17 and a cleaning gas line 19. Omit the description.
이 메가소닉 발진부(3)를 통과하는 초순수는 나노미터(㎚) 크기로 분할되어 통과하게 된다. 외부에서 공급되는 세정액 초순수는 나노 탱크(미도시)에서 나노미터 크기로 분할되어 메가소닉 발진부(3)를 통과하게 된다.Ultrapure water passing through the megasonic oscillator 3 is divided into nanometers (nm) in size and passes through. Ultrapure water supplied from the outside is divided into nanometer sizes in the nano tank (not shown) and passes through the megasonic oscillator 3.
메가소닉 발진판(17)은 메가소닉 발진부(3)의 외곽 내면에 구비되어, 나노미터 크기로 분할되어 통과하는 초순수 분자에 메가소닉 파장을 심어 주게 된다. 따라서 초순수 분자는 메가소닉 발진부(3)를 통과하면서 자체 파장을 지니게 된다.The megasonic oscillation plate 17 is provided on the outer inner surface of the megasonic oscillation unit 3 to inject a megasonic wavelength into ultrapure water molecules that pass through the nanometer size. Therefore, the ultrapure water molecules have their own wavelengths while passing through the megasonic oscillator 3.
이 메가소닉 발진판(17)의 내측에 상기 세정가스 라인(19)이 구비되어 있다. 따라서 이 세정가스 라인(19)을 통과하는 세정가스, 즉 질소가스에도 메가소닉 파장이 심어지게 된다.The cleaning gas line 19 is provided inside the megasonic oscillation plate 17. Therefore, megasonic wavelengths are also planted in the cleaning gas passing through the cleaning gas line 19, that is, nitrogen gas.
이와 같은 메가소닉 발진부(3)를 통과한 초순수 및 질소가스는 노즐 헤드(5)를 통하여 웨이퍼(9)로 자체 파장을 가진 상태로 분사되어 웨이퍼(9) 표면에 부착되어 있는 파티클 및 잔류물을 제거하게 된다.Ultrapure water and nitrogen gas having passed through the megasonic oscillation unit 3 are sprayed to the wafer 9 through the nozzle head 5 with their own wavelengths to remove particles and residues attached to the surface of the wafer 9. Will be removed.
이를 위하여 상기 노즐 헤드(5)는 도 5에 도시된 바와 같이, 가스 노즐(21) 및 액 노즐(23)을 구비하여, 메가소닉 발진부(3) 선단에 구비되어 있다. To this end, the nozzle head 5 has a gas nozzle 21 and a liquid nozzle 23, as shown in FIG. 5, and is provided at the tip of the megasonic oscillator 3.
가스 노즐(21)은 세정가스를 분사하도록 노즐 헤드(5)의 중앙에 구비되어 있다. 이 가스 노즐(21)은 상기 세정가스 라인(19)에 연결되어, 이 라인(19)으로 공급되는 세정가스, 즉 질소가스를 분사하게 된다.The gas nozzle 21 is provided in the center of the nozzle head 5 to inject cleaning gas. The gas nozzle 21 is connected to the cleaning gas line 19 to inject cleaning gas, that is, nitrogen gas, supplied to the line 19.
또한, 액 노즐(23)은 세정액, 즉 초순수를 분사하도록 가스 노즐(21)의 외곽에 구비되어 있다. 이 액 노즐(23)은 상기 나노미터 크기로 분할된 초순수를 분사하게 된다.In addition, the liquid nozzle 23 is provided outside the gas nozzle 21 so as to spray the cleaning liquid, that is, ultrapure water. The liquid nozzle 23 sprays ultrapure water divided into nanometer sizes.
이 가스 노즐(21) 및 액 노즐(23)들은 나노미터 단위이면서 자체 파장을 지닌 질소가스 및 초순수 분자를 분사하여 웨이퍼(9) 표면을 원활히 세척할 수 있도록 0.1㎛ 정도로 형성되는 것이 바람직하다.The gas nozzles 21 and the liquid nozzles 23 are preferably formed at about 0.1 μm so as to clean the surface of the wafer 9 by spraying nitrogen gas and ultrapure molecules having their own wavelengths in nanometer units.
이 노즐(21, 23)의 크기는 초순수 및 질소가스를 분사하여 통상적으로 큰 파티클과 작은 파티클의 중간 정도에 해당하는 0.3㎛의 파티클을 떨어뜨릴 수 있는 크기로 결정되는 것이 바람직하다. 또한 이 노즐(21, 23)은 다양한 크기로 구비하여 혼합 사용될 수도 있다.The size of the nozzles 21 and 23 is preferably determined to be such that the particles having a diameter of 0.3 μm, which is about halfway between the large particles and the small particles, may be dropped by spraying ultrapure water and nitrogen gas. In addition, the nozzles 21 and 23 may be used in various sizes.
이와 같이 구성되는 노즐 헤드(5)를 웨이퍼(9)에 향하게 할 수 있도록 상기 암(9)이 구비되어 있다. 즉, 이 암(9)은 메가소닉 발진부(3)와 노즐 헤드(5)를 구비하고 있다.The said arm 9 is provided so that the nozzle head 5 comprised in this way may face the wafer 9. That is, this arm 9 is equipped with the megasonic oscillation part 3 and the nozzle head 5.
이 암(9)은 웨이퍼(9)를 세척할 때, 암 모터(25)에 의하여 구동되어 노즐 헤드(5)를 웨이퍼(9) 상에서 좌우로 이동된다. 따라서 노즐 헤드(5)의 액 노즐(23)에서 분사되는 초순수는 웨이퍼(9) 표면에 형성되는 다이(Die)의 결을 따라 분사된다.This arm 9 is driven by the arm motor 25 when cleaning the wafer 9 to move the nozzle head 5 from side to side on the wafer 9. Therefore, the ultrapure water jetted from the liquid nozzle 23 of the nozzle head 5 is jetted along the grains of the die formed on the surface of the wafer 9.
결과적으로, 웨이퍼(9)는 웨이퍼 척(1) 및 모터(11)에 의하여 회전 작동되고, 노즐 헤드(5)가 좌우로 이동되면서 초순수 및 질소가스를 분사하게 됨에 따라 웨이퍼(9)에 부착된 파티클 및 잔류물은 효과적으로 제거된다.As a result, the wafer 9 is rotated by the wafer chuck 1 and the motor 11 and attached to the wafer 9 as the nozzle head 5 is moved from side to side to inject ultrapure water and nitrogen gas. Particles and residues are effectively removed.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 틸트 모터(15)를 작동시켜 웨이퍼(9) 및 웨이퍼 척(1)을 경사지게 하면 웨이퍼(9)의 세척 효과는 더욱 높아지게 된다. 이 틸트 모터(15)는 웨이퍼(9)를 45°로 경사지게 하는 것이 바람직하다.In addition, as shown in FIG. 2, when the tilt motor 15 is operated to tilt the wafer 9 and the wafer chuck 1, the cleaning effect of the wafer 9 is further increased. This tilt motor 15 preferably inclines the wafer 9 to 45 degrees.
이와 같이 본 세척장치는 웨이퍼(9)를 세척할 때, 세정액의 비산을 방지하도록 후드(27)를 더 구비하고 있다. 이 후드(27)는 웨이퍼 척(1)의 하측에 구비되어 세척 공정 시 비산되는 세정액을 모을 수 있는 구조로 이루어져 있다.As described above, the cleaning apparatus further includes a hood 27 to prevent scattering of the cleaning liquid when the wafer 9 is washed. The hood 27 is provided at the lower side of the wafer chuck 1 and has a structure capable of collecting the cleaning liquid scattered during the cleaning process.
또한, 이 후드(27)는 웨이퍼(9)의 로딩 및 언로딩을 방해하지 않는 구조로 형성 및 배치되는 것이 바람직하다. 따라서 이 후드(27)는 그 하측에 실린더(29)를 개재하여 웨이퍼 척(1) 하방에 설치되어 있다.In addition, the hood 27 is preferably formed and arranged in a structure that does not prevent the loading and unloading of the wafer 9. Therefore, this hood 27 is provided below the wafer chuck 1 via the cylinder 29 below.
이 실린더(29)는 웨이퍼 척(1)에 웨이퍼(9)를 로딩 및 언로딩할 때에는 수축되어 후드(27)를 하강시키고, 세척 공정 시에는 신장되어 후드(27)를 상승시키게 된다.The cylinder 29 contracts when loading and unloading the wafer 9 on the wafer chuck 1 to lower the hood 27, and extends during the cleaning process to raise the hood 27.
상기와 같이 구성되는 화학 기계적 연마공정의 메가소닉 세척장치를 이용한 세척방법은 도 6에 도시된 순서도에 도시된 바와 같다. The cleaning method using the megasonic cleaning apparatus of the chemical mechanical polishing process configured as described above is as shown in the flowchart shown in FIG. 6.
이 세척방법은 폴리싱 공정을 거친 웨이퍼(9)를 웨이퍼 척(1)에 투입하는 단계(ST10)로부터 진행된다.This cleaning method proceeds from the step ST10 of injecting the polished wafer 9 into the wafer chuck 1.
이 투입 단계(ST10)는 후드(27)가 구비된 경우, 후드(27)를 하강시키는 하강 단계(ST11)를 더 구비하게 된다.This closing step ST10 further includes a lowering step ST11 for lowering the hood 27 when the hood 27 is provided.
이 투입 단계(ST10)에 이어 1차 세척 단계(ST20)가 진행된다. 이 1차 세척 단계(ST20)는 외부에서 공급되는 초순수에 메가소닉을 가하여 자체 파장을 가지는 초순수 분자를 회전하는 웨이퍼(9) 표면에 분사하여 웨이퍼(9)에 부착된 파티클 및 잔류물을 제거하게 된다.This washing step (ST20) is followed by the first washing step (ST20). This first cleaning step (ST20) is applied to the ultra-pure water supplied from the outside to spray the ultra-pure water having its own wavelength on the surface of the rotating wafer 9 to remove particles and residues attached to the wafer (9) do.
이 1차 세척 단계(ST20)는 구체적인 여러 단계들로 구성되어 있다. 즉, 1차 세척 단계(ST20)는 외부에서 나노 탱크(미도시)로 초순수를 공급하는 단계(ST21), 이렇게 공급된 초순수를 나노 탱크에서 나노미터 크기로 분할하는 단계(ST22), 나노미터 크기로 분할된 초순수 입자에 메가소닉을 가하여 파장을 가지게 하는 단계(ST23), 및 파장을 가지게 된 나노미터 크기의 초순수 입자를 액 노즐(23)로 분사하여 웨이퍼(9)의 표면을 세척하는 단계(ST24)로 이루어져 있다.This primary washing step (ST20) is composed of several specific steps. That is, the first washing step (ST20) is the step of supplying ultrapure water from the outside to the nano tank (not shown) (ST21), the step of dividing the ultra-pure water thus supplied into nanometer size in the nano tank (ST22), nanometer size Applying megasonic to the ultrapure water particles divided into steps to have a wavelength (ST23), and cleaning the surface of the wafer (9) by spraying the nanometer-sized ultrapure water particles to the liquid nozzle 23 ( ST24).
이 1차 세척 단계(ST20)의 웨이퍼 세척 단계(ST24)는 웨이퍼(9)를 경사지게 하는 단계(ST241)를 더 포함하고 있다.The wafer cleaning step ST24 of the first cleaning step ST20 further includes the step ST241 of tilting the wafer 9.
이 경사 단계(ST241)는 틸트 모터(15)에 의하여 웨이퍼 척(1) 및 로딩된 웨이퍼(9)를 경사지게 한다. 따라서 웨이퍼(9)는 도 2에 도시된 바와 같이 경사진 상태로 회전하면서 초순수가 분사되므로 효과적인 세척을 가능하게 한다.This tilting step ST241 tilts the wafer chuck 1 and the loaded wafer 9 by the tilt motor 15. Therefore, since the wafer 9 is rotated in an inclined state as shown in FIG. 2, ultrapure water is injected, thereby enabling effective cleaning.
상기와 같은 1차 세척 단계(ST20)에 이어 2차 세척 단계(ST30)가 진행된다. 이 2차 세척 단계(ST30)는 세정가스인 질소가스에 메가소닉을 가하여 초순수에 의하여 1차로 세척된 웨이퍼(9)에 분사하여 웨이퍼(9)를 2차로 세척하게 된다.After the first washing step ST20 as described above, the second washing step ST30 is performed. In the secondary cleaning step ST30, megasonic is added to nitrogen gas, which is a cleaning gas, and sprayed onto the wafer 9 that is primarily cleaned by ultrapure water to clean the wafer 9 secondly.
이와 같은 1, 2차 세척 단계(ST20, ST30)를 경유한 웨이퍼(9)는 인출 단계(ST40)에서 인출된다.The wafer 9 via the first and second cleaning steps ST20 and ST30 is taken out in the extraction step ST40.
이와 같은 1, 2차 세척 단계(ST20, ST30)는 상기와 같이 순차적으로 진행될 수도 있으나 동시에 진행될 수도 있다.The first and second washing steps ST20 and ST30 may be sequentially performed as described above but may be simultaneously performed.
또한, 1차 세척 단계(ST20)는 초순수 및 질소가스를 분사하기 전에 후드(27)를 상승시켜(ST210) 분사되는 초순수의 비산을 방지할 수 있게 한다. 그리고 2차 세척 단계(ST30)는 초순수 및 질소가스 분사 완료 후에는 후드(27)를 하강시켜(ST31) 웨이퍼(9)의 인출을 방해하지 않게 한다.In addition, the primary washing step ST20 raises the hood 27 before spraying the ultrapure water and the nitrogen gas (ST210) to prevent scattering of the ultrapure water injected. After completion of the ultrapure water and nitrogen gas injection, the second cleaning step ST30 is lowered by the hood 27 (ST31) so as not to disturb the extraction of the wafer 9.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.
이와 같이 본 발명은 초순수 및 질소가스에 메가소닉을 가하여 자체 파장을 가지게 하여 폴리싱 한 웨이퍼 표면에 분사하여 CMP 공정에서 발생되어 웨이퍼에 부착되어 있는 파티클 및 잔류물을 효과적으로 제거할 수 있다.As such, the present invention can effectively remove particles and residues generated in the CMP process by spraying on the polished wafer surface by adding megasonic to ultrapure water and nitrogen gas to have its own wavelength.
도 1은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마공정의 메가소닉 세척장치의 구성도이고,1 is a block diagram of a megasonic cleaning apparatus of the chemical mechanical polishing process according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 화학 기계적 연마공정의 메가소닉 세척장치의 작동 상태도이며,2 is an operational state diagram of the megasonic cleaning apparatus of the chemical mechanical polishing process according to the present invention,
도 3은 틸트 모터의 사시도이고,3 is a perspective view of the tilt motor,
도 4는 메가소닉 발진판에서 파장이 나오는 상태도이며,4 is a state diagram showing a wavelength in a megasonic oscillation plate,
도 5는 메가소닉 발진부 및 노즐 헤드의 사시도이고,5 is a perspective view of the megasonic oscillator and the nozzle head,
도 6은 본 발명에 따른 화학 기계적 연마공정의 메가소닉 세척장치를 이용한 세척방법의 순서도이다.6 is a flow chart of a cleaning method using a megasonic cleaning apparatus of the chemical mechanical polishing process according to the present invention.
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