KR20070092887A

KR20070092887A - 메가소닉 세정장치가 추가된 베벨 식각장비 및 이를 이용한웨이퍼 처리방법

Info

Publication number: KR20070092887A
Application number: KR1020060022281A
Authority: KR
Inventors: 태경록
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-03-09
Filing date: 2006-03-09
Publication date: 2007-09-14

Abstract

공정 효율을 높이고 세정 효과를 극대화할 수 있도록 메가소닉(Megasonic) 세정장치가 추가된 베벨 식각장비 및 이를 이용한 웨이퍼 처리방법에 관해 개시한다. 이를 위해 본 발명은, 웨이퍼 가공용 스테이지(stage)와, 스테이지 위에 설치되고 웨이퍼가 탑재되는 스핀 척(spin chuck)과, 스핀 척 위에 설치되고 메가소닉 장치가 추가된 베벨 헤드(Bevel head)를 구비하는 것을 특징으로 하는 메가소닉 세정장치가 추가된 베벨 식각장비 및 이를 이용한 웨이퍼 처리방법을 제공한다.

베벨 식각, 메가소닉 세정장치, 공정단순화.

Description

메가소닉 세정장치가 추가된 베벨 식각장비 및 이를 이용한 웨이퍼 처리방법{Bevel etching equipment including megasonic cleaning tool and method for a wafer fabricating using the same}

도 1은 종래 기술에 의한 베벨 식각 장비의 웨이퍼 처리방법을 설명하기 위한 공정 흐름도(flow chart)이다.

도 2는 종래 기술에 따라 메가소닉 세정장치에서 초음파를 세정액에 인가하는데 사용되는 석영 바를 도시한 측면도이다.

도 3은 본 발명에 의한 베벨 식각 장비의 웨이퍼 처리방법을 설명하기 위한 공정 흐름도(flow chart)이다.

도 4는 본 발명에 의한 메가소닉 세정장치가 추가된 베벨 식각장비의 측면도이다.

도 5 및 도 6은 본 발명에 의한 베벨 식각장비의 베벨 헤드에 추가된 메가소닉 세정장치를 설명하기 위한 사시도 및 측면도이다.

본 발명은 반도체 웨이퍼의 제조공정에 사용되는 베벨 식각 장비 및 이를 이 용한 웨이퍼 처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 베벨 식각 장비와 메가소닉 세정 장치가 일체형으로 설계된 베벨 식각 장비에 관한 것이다.

최근들어 반도체 웨이퍼의 대구경화 추세에 맞추어, 웨이퍼 가장자리에 있어서 반도체 칩의 수율(yield)을 끌어올리기 위한 첨단 장비의 도입이 빠르게 추진되고 있다.

이에 따라 그 동안 수율의 사각지대였던 웨이퍼 가장자리, 즉 베벨(Bevel) 영역의 수율 향상을 위해, 에지 화학기계적 연마장비(Edge Chemical Mechanical Polishing Equipment) 혹은 베벨 식각 장비(Bevel etching Equipment)의 도입이 반도체 소자 제조업체에서 추진되고 있다.

이처럼 웨이퍼 가장자리 수율에 관심이 높아지고 있는 이유는, 우선 웨이퍼가 300㎜로 대구경화 됨에 따라, 그 동안에는 거의 신경을 쓰지 않았던 웨이퍼 가장자리 수율이 경쟁력으로 부상하고 있기 때문이다. 또한, 최근들어 웨이퍼 공정의 배선물질로 기존의 알루미늄 대신 초미세 회로를 구현할 수 있는 구리가 도입되면서, 구리 사용으로 인한 수율 저하 현상도 최신 장비 도입을 고려하는 이유가 되고 있다.

구리는 회로를 미세화 시킴으로써 고집적 반도체 소자를 구현할 수 있는 배선물질로 각광받고 있지만, 증착 및 평탄화 작업 후, 웨이퍼 가장자리를 뜻하는 베벨영역에 구리가 잔류할 경우, 수율에 영향을 끼치는 점이 가장 큰 문제점으로 지적되어 왔다. 구리가 갖는 또 다른 문제점은 분자이동도가 높아 기존 설비들을 쉽게 오염시킬 수 있다는 점이다.

이러한 문제점으로 인하여 도 1에서와 같이 반도체 웨이퍼에 대한 베벨 식각이 종료(S10)된 후, 반도체 웨이퍼를 별도의 메가소닉 세정장치로 옮겨서 고주파를 적용하여 메가소닉 세정을 실시(S20)하여 반도체 웨이퍼에는 손상을 주지 않고, 반도체 웨이퍼의 가장자리 영역에 흡착된 오염을 제거하고 있다.

이때 사용되는 메가소닉 세정장치는 도 2와 같이 스핀척(30) 위에 놓인 웨이퍼(10)를 부분적으로 세정할 수 있는 노즐 형태의 석영 바(Quartz Bar, 20)이다.

그러나 종래 기술은, 베벨 식각과 메가소닉 세정을 별도의 다른 장비에서 실시하기 때문에 공정 단계가 많아져 공정이 복잡하고, 메가소닉 세정장치에서 반도체 웨이퍼를 부분적으로 세정하기 때문에 세정효과가 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 문제점들을 해결할 수 있도록 베벨 식각 장비의 베벨 헤드에 메가소닉 세정 장치를 추가한 베벨 식각장비를 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 메가소닉 세정장치가 추가된 베벨 식각장비를 이용한 웨이퍼의 처리방법을 제공하는데 있다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 메가소닉 세정장치가 추가된 베벨 식각장비는, 웨이퍼 가공용 스테이지(stage)와, 상기 스테이지 위에 설치되고 웨이퍼가 탑재되는 스핀 척(spin chuck)과, 상기 스핀 척 위에 설치되고 메가소닉 장치가 추가된 베벨 헤드(Bevel head)를 구비하는 것을 특징으로 한 다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 메가소닉 장치가 추가된 베벨 헤드는, 상기 스핀 척 위에 있는 웨이퍼의 전체 면적으로 고주파를 전달할 수 있는 것이 적합하다.

또한 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 스핀 척은 웨이퍼를 가공할 때에 상하로 움직일 수 있는 구조인 것이 적합하다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 웨이퍼를 준비하는 단계와, 상기 웨이퍼를 베벨 식각장비에서 식각하는 단계와, 상기 웨이퍼를 상기 베벨 식각장비 내부에 있는 베벨 헤드에 추가된 메가소닉 세정장치로 세정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 메가소닉 세정장치가 추가된 베벨 식각장비를 이용한 반도체 웨이퍼 처리방법을 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 베벨 식각장비의 스핀 척은 웨이퍼를 가공할 때에 상하로 움직일 수 있는 구조인 것이 적합하다.

본 발명에 따르면, 반도체 웨이퍼에 대한 베벨 식각을 진행한 후, 웨이퍼를 다른 장비로 옮기지 않고 곧바로 메가소닉 세정을 실시할 수 있기 때문에 공정을 단순화시킬 수 있고, 베벨 식각 장비내의 베벨 헤드에서 웨이퍼의 전체 영역으로 고주파를 인가하여 세정을 실시할 수 있기 때문에 세정 효과를 극대화시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 아래의 상세한 설명에서 개시되는 실시예는 본 발명을 한정하 려는 의미가 아니라, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게, 본 발명의 개시가 실시 가능한 형태로 완전해지도록 발명의 범주를 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 3은 본 발명에 의한 베벨 식각 장비에서 웨이퍼 처리방법을 설명하기 위한 공정 흐름도(flow chart)이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 메가소닉 세정장치가 추가된 베벨 식각장비에서 진행되는 웨이퍼 처리방법은, 베벨 식각 장비에서 웨이퍼의 베벨 영역에 대한 식각을 수행한 후, 웨이퍼를 별도의 다른 장비로 옮겨서 세정을 실시하지 않고, 인시튜(In-Situ)로 베벨 식각 장비의 베벨 헤드에 포함된 메가소닉 세정장치를 이용하여 곧바로 세정을 실시(S100)한다.

따라서 베벨 식각 공정에 메가소닉 세정 공정을 접목시켜 하나의 장비에서 복수개의 공정이 수행되게 함으로 말미암아, 2단계의 공정 단계를 하나로 줄임으로 써 공정단순화 효과를 달성할 수 있고 생산성을 높일 수 있는 장점이 있다. 또한 공정장비가 설치되는 공간을 효율적으로 이용할 수 있는 장점이 있다.

도 4는 본 발명에 의한 메가소닉 세정장치가 추가된 베벨 식각장비의 측면도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명에 의한 베벨 식각장비의 베벨 헤드에 추가된 메가소닉 세정장치를 설명하기 위한 사시도 및 측면도이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 의한 메가소닉 세정장치가 추가된 베벨 식각장비(100)는, 웨이퍼(120) 가공용 스테이지(stage, 140)와, 상기 스테이지(140) 위에 설치되고 웨이퍼(120)가 탑재되는 스핀 척(spin chuck, 130)과, 상기 스핀 척(130) 위에 설치되고 메가소닉 장치가 추가된 베벨 헤드(Bevel head, 110)를 포함하여 구성된다.

상기 베벨 헤드(110)는 웨이퍼(120)와 같은 크기로 제작되어 도 5 및 도 6과 같이 스핀 척(130)에 탑재된 웨이퍼(120)에 골고루 고주파(150)를 인가할 수 있는 구조이다. 따라서 상기 베벨 헤드(110)는 베벨 식각 장비에 메가소닉 세정장치를 접목시키는 주요 구성요소가 된다. 이에 따라 종래의 노즐 형태의 석영 바(도2의 20)를 갖는 메가소닉 세정장치와 비교하여 웨이퍼 전체 표면에 골고루 고주파를 인가하면서 세정액을 분사하여 웨이퍼 표면에 흡착된 오염을 제거할 수 있기 때문에 세정 효과를 극대화시킬 수 있다.

이때 상기 스핀 척(130)이 설치된 스테이지(140) 및 상기 베벨 헤드(110)와 연결된 부분(160)은 식각 및 세정과 같은 각각의 웨이퍼 가공단계에서 도면의 화살표와 같이 상하로 움직일 수 있는 구조인 것이 적합하다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속한 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함이 명백하다.

따라서, 상술한 본 발명에 따르면, 첫째 반도체 웨이퍼에 대한 베벨 식각을 진행한 후, 웨이퍼를 다른 장비로 옮기지 않고 곧바로 메가소닉 세정을 실시할 수 있기 때문에 공정을 단순화시킬 수 있다. 둘째, 베벨 식각 장비내의 베벨 헤드에서 웨이퍼의 전체 영역으로 고주파를 인가하여 세정을 실시할 수 있기 때문에 베벨 영역에 대한 세정 효과를 극대화시킬 수 있다.

Claims

웨이퍼 가공용 스테이지(stage);

상기 스테이지 위에 설치되고 웨이퍼가 탑재되는 스핀 척(spin chuck); 및

상기 스핀 척 위에 설치되고 메가소닉 장치가 추가된 베벨 헤드(Bevel head)를 구비하는 것을 특징으로 하는 메가소닉 세정장치가 추가된 베벨 식각장비.
제1항에 있어서,

상기 메가소닉 장치가 추가된 베벨 헤드는,

상기 스핀 척 위에 있는 웨이퍼의 전체 면적으로 고주파를 전달할 수 있는 것을 특징으로 하는 메가소닉 세정장치가 추가된 베벨 식각장비.
제1항에 있어서,

상기 스핀 척은 웨이퍼를 가공할 때에 상하로 움직일 수 있는 구조인 것을 특징으로 하는 메가소닉 세정장치가 추가된 베벨 식각장비.
웨이퍼를 준비하는 단계;

상기 웨이퍼를 베벨 식각장비에서 식각하는 단계; 및

상기 웨이퍼를 상기 베벨 식각장비 내부에 있는 베벨 헤드에 추가된 메가소닉 세정장치로 세정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 방법.
제4항에 있어서,

상기 베벨 식각장비의 스핀 척은 웨이퍼를 가공할 때에 상하로 움직일 수 있는 구조인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리방법.