KR20100074344A - Method for removing tungsten in wafer bevel zone - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for removing tungsten in a wafer bevel zone is provided to prevent flake particles by smoothly removing the tungsten deposited on the wafer bevel zone. CONSTITUTION: A wafer(W) is received on the upper side of a fixing chuck inside a process chamber(30). Tungsten(17) is deposited on the wafer. A wafer bevel zone deposited with tungsten is cooled for the preset time. The unstably deposited tungsten on the wafer bevel zone is removed and is transferred to the surface of the wafer by spraying purge gas to the bevel zone of the wafer which is condensed and transformed by a cooling process. The tungsten transferred to the surface of the wafer is removed through a CMP process.

Description

웨이퍼 베벨 영역의 텅스텐 제거방법{Method for removing tungsten in wafer bevel zone}Method for removing tungsten in wafer bevel zone

본 발명은 웨이퍼 베벨 영역의 텅스텐 제거방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 소자를 제조하는 과정에서 웨이퍼의 베벨 영역에 증착된 텅스텐을 원활하게 제거해줌으로써 플레이크 파티클이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 한 웨이퍼 베벨 영역의 텅스텐 제거방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for removing tungsten from a bevel region of a wafer, and more particularly, to prevent flake particles from being generated by smoothly removing tungsten deposited on a bevel region of a wafer during a semiconductor device fabrication process. A method for removing tungsten in the bevel area.

일반적으로 웨이퍼와 같은 반도체 기판으로부터 반도체 소자를 완성하기 위해 증착, 사진, 식각, 연마 등 다양한 공정이 수행된다.In general, various processes such as deposition, photography, etching, and polishing are performed to complete a semiconductor device from a semiconductor substrate such as a wafer.

이들 중 증착 공정을 수행하는 장치는 공정 챔버 내에 웨이퍼가 안착되는 고정척을 가진다. 증착 공정 수행시 웨이퍼의 가장자리 영역에 알루미늄이나 텅스텐 등과 같은 박막이 형성되면, 웨이퍼의 이송 또는 연마 공정 수행시 웨이퍼의 베벨(Bevel) 부분과 같은 가장자리 영역에서 박막이 비산되어 플레이크 파티클(Flake Particle)이 발생하게 된다. 이 경우 상기 플레이크 파티클은 얇은 필름이 떨어져 나온 형상을 하고 있는데 면적이 넓고 후속공정에서 발견되는 이유로 스크러 버(Scrubber) 공정을 통한 제거가 불가능한 블록 형태이다.Among them, an apparatus for performing a deposition process has a fixed chuck on which a wafer is placed in a process chamber. If a thin film such as aluminum or tungsten is formed in the edge region of the wafer during the deposition process, the thin film is scattered in the edge region, such as the bevel portion of the wafer, during the transfer or polishing process of the wafer, whereby flake particles are formed. Will occur. In this case, the flake particles have a shape in which a thin film is separated from each other and is a block form that cannot be removed through a scrubber process because of its large area and found in a subsequent process.

이와 같은 상기 웨이퍼 가장자리 영역에 박막이 형성되는 것을 방지하기 위해 공정 진행시 웨이퍼의 가장자리 영역 상에 증착을 방지하기 위한 증착 방지부재가 제공된다.In order to prevent the thin film from being formed in the edge region of the wafer, a deposition preventing member for preventing deposition on the edge region of the wafer during the process is provided.

그러나 상기와 같은 증착 방지부재는 가스 퍼지(Gas purge) 방식이 아닌 웨이퍼의 상면 가장자리 부분에 직접 접촉하게 되는 접촉(Contact) 방식으로 되어 있어 플레이크 파티클이 아닌 다른 형태의 파티클 소스로 작용하게 되고, 결국 웨이퍼 수율(Yield)이 감소하게 되는 문제점이 있다.However, the deposition preventing member as described above is not a gas purge method but a contact method that directly contacts the upper edge portion of the wafer, thereby acting as a particle source other than flake particles. There is a problem that the wafer yield (Yield) is reduced.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 반도체 소자를 제조하는 과정에서 웨이퍼의 베벨 영역에 증착된 텅스텐을 원활하게 제거해줌으로써 플레이크 파티클이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 한 웨이퍼 베벨 영역의 텅스텐 제거방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and removes tungsten from the bevel region of the wafer to prevent the occurrence of flake particles by smoothly removing the tungsten deposited on the bevel region of the wafer during the manufacturing of the semiconductor device. The purpose is to provide a method.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 웨이퍼 베벨 영역의 텅스텐 제거방법은, 공정 챔버 내의 고정척 상면에 웨이퍼를 안착 고정하는 제1단계; 상기 웨이퍼 상에 텅스텐을 증착하는 제2단계; 상기 텅스텐이 증착된 웨이퍼의 베벨 영역을 일정시간 동안 냉각시키는 제3단계; 상기 냉각 공정에 의해 응축 변형된 상기 웨이퍼의 베벨 영역을 향해 퍼지 가스를 강하게 분사시켜 상기 베벨 영역에 불안정하게 증착된 텅스텐을 제거함과 동시에 상기 웨이퍼의 표면으로 이동시키는 제4단계; 상기 웨이퍼 표면으로 이동된 텅스텐을 CMP 공정을 통해 제거하는 제5단계;를 포함한다.The tungsten removal method of the wafer bevel region of the present invention for realizing the above object includes a first step of seating and fixing a wafer on an upper surface of a fixed chuck in a process chamber; Depositing tungsten on the wafer; Cooling the bevel area of the tungsten-deposited wafer for a predetermined time; A fourth step of strongly purging the purge gas toward the bevel region of the wafer condensed and deformed by the cooling process to remove tungsten unstable in the bevel region and to move to the surface of the wafer; And a fifth step of removing the tungsten transferred to the wafer surface through a CMP process.

또한 상기 제3단계는 3 ~ 5℃의 저온 챔버 내에서 30 ~ 50초 동안 진행되는 것을 특징으로 한다.In addition, the third step is characterized in that for 30 to 50 seconds in a low temperature chamber of 3 ~ 5 ℃.

또한 상기 제4단계는 공정 챔버 내에서 Ar 가스를 이용하여 1500SCCM 이상으로 10 ~ 30초 동안 강하게 분사시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the fourth step is characterized in that a strong injection for more than 1500SCCM for 10 ~ 30 seconds using Ar gas in the process chamber.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 웨이퍼 베벨 영역의 텅스텐 제거방법은, 웨이퍼의 베벨 영역에 증착된 텅스텐을 원활하게 제거해줌으로써 플레이크 파티클의 발생을 방지할 수 있고, 웨이퍼의 수율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.The tungsten removal method of the wafer bevel region according to the present invention having the above configuration can prevent the occurrence of flake particles by smoothly removing the tungsten deposited on the bevel region of the wafer, and can improve the yield of the wafer. There is this.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.Here, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are denoted by the same reference numerals as much as possible even if displayed on the other drawings.

도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 증착 장비의 구성을 보여주는 개략적인 구성도이고, 도 2는 웨이퍼 베벨 영역의 텅스텐 제거과정에 따른 구성도이며, 도 3은 베벨 영역의 텅스텐을 제거하는 상태를 나타내는 개략적인 내부구성도이다.1 is a schematic configuration diagram showing the configuration of a wafer deposition apparatus according to the present invention, Figure 2 is a configuration diagram according to the tungsten removal process of the wafer bevel region, Figure 3 is a schematic diagram showing a state of removing the tungsten of the bevel region. It is an internal structure figure.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼 증착장비는 공정챔버(10)와, 웨이퍼(W)를 상면에 안착 고정시키는 고정척(11)과, 상기 고정척(11)의 하부에 구비되어 웨이퍼(W)를 가열하는 히터(13)와, 상기 웨이퍼(W)의 표면에 접촉되지 않고 상측으로 소정간격 이격되게 위치되는 이너링(15)을 포함하여 구성된다.1 and 2, the wafer deposition apparatus according to the present invention includes a process chamber 10, a fixed chuck 11 for seating and fixing the wafer W on an upper surface thereof, and a lower portion of the fixed chuck 11. The heater 13 is provided to heat the wafer W, and the inner ring 15 is positioned to be spaced apart at a predetermined interval upward without being in contact with the surface of the wafer W.

이와 같은 웨이퍼 증착장비를 이용한 웨이퍼(W)의 증착 과정을 살펴보면, 먼 저 공정 챔버(10) 내의 고정척(11) 상면에 웨이퍼(W)가 안착 고정되고, 상기 웨이퍼(W) 베벨 영역(B)의 상측에는 이너링(15)이 소정간격 이격되게 위치된 상태에서 증착 공정이 이루어지게 된다. 이 경우 상기 웨이퍼(W) 상에 증착 작업이 이루어지는 과정에서 웨이퍼(W)와 이너링(15) 사이로 공급되는 Ar 가스에 의해 베벨 영역(B)에 텅스텐의 증착을 최소화시키게 된다. 다시 말해서, 본 발명은 베벨 영역(B)에 텅스텐이 증착되는 것을 방지하는 것이 아니라, 상기 베벨 영역(B)에 텅스텐을 증착시키되 그 증착 정도를 최소화 또는 불안정하게 증착시킨 후 후속 공정을 통해 제거하게 되는 것이다.Looking at the deposition process of the wafer (W) using such a wafer deposition equipment, first, the wafer (W) is seated and fixed on the upper surface of the fixed chuck 11 in the process chamber 10, the wafer (W) bevel area (B) In the upper side of the), the deposition process is performed in a state where the inner ring 15 is spaced apart from the predetermined interval. In this case, the deposition of tungsten on the bevel region B is minimized by the Ar gas supplied between the wafer W and the inner ring 15 during the deposition operation on the wafer W. In other words, the present invention does not prevent the deposition of tungsten in the bevel region B, but rather deposits tungsten in the bevel region B while minimizing or unstable the deposition degree and then removing it through a subsequent process. Will be.

상기와 같은 방법을 통해 텅스텐이 증착된 웨이퍼(W)는 저온챔버(20)로 반송된다. 상기 저온챔버(20)로 이송된 웨이퍼(W)는 3 ~ 5℃의 저온 상태에서 30 ~ 50초 동안 냉각됨으로써 베벨 영역(B)에 불안정하게 증착되어 있는 텅스텐을 응축 변형시키게 된다.Through the above method, the wafer W on which tungsten is deposited is transferred to the low temperature chamber 20. The wafer W transferred to the low temperature chamber 20 is cooled for 30 to 50 seconds at a low temperature of 3 to 5 ° C. to condense and deform tungsten, which is unstable in the bevel region B.

도 3을 참조하면, 상기 저온챔버(20)에서 냉각 공정을 거친 웨이퍼(W)는 엣지 퍼지를 위해 공정챔버(30)로 반송되고, 공정챔버(30) 내의 고정척(31)에 안착된 웨이퍼(W)는 베벨 영역(B)을 향해 1500SCCM 이상의 Ar 가스를 10 ~ 30초 동안 강하게 분사시켜주게 됨으로써, 상기 베벨 영역(B)에 불안정하게 증착되어 있는 텅스텐(17)을 제거함과 동시에 웨이퍼(W)의 표면으로 이동시켜주게 된다.Referring to FIG. 3, the wafer W, which has been cooled in the low temperature chamber 20, is transferred to the process chamber 30 for edge purging and is seated on a fixed chuck 31 in the process chamber 30. W is strongly sprayed with Ar gas of 1500 SCCM or more toward the bevel region B for 10 to 30 seconds, thereby removing tungsten 17 that is unstablely deposited on the bevel region B, and at the same time, the wafer W Will be moved to the surface.

그 후, 후속 공정인 CMP를 통해 웨이퍼(W) 표면으로 이동된 텅스텐을 함께 제거해줌으로써 플레이크 파티클의 소스를 제거해주게 된다.Thereafter, the source of the flake particles is removed by removing together the tungsten that is transferred to the wafer W surface through the subsequent process CMP.

그러면, 이상과 같은 구성의 본 발명의 웨이퍼 베벨 영역의 텅스텐 제거과정에 대하여 설명해 보기로 한다.Next, the tungsten removal process of the wafer bevel region of the present invention having the above configuration will be described.

도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 베벨 영역의 텅스텐 제거과정을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a tungsten removal process of the wafer bevel region according to the present invention.

우선 공정 챔버(10) 내의 고정척(11) 상면에 웨이퍼(W)를 안착 고정시킨다(S51).First, the wafer W is seated and fixed on the upper surface of the fixed chuck 11 in the process chamber 10 (S51).

상기 웨이퍼(W) 상에 텅스텐을 증착하되 웨이퍼(W) 가장자리의 상측에 이너링(15)을 소정간격 이격되게 위치시킴과 아울러 웨이퍼(W)와 이너링(15) 사이에 Ar가스를 흘려줌으로써 베벨 영역(B)에 증착되는 텅스텐을 최소화시킨다(S53).By depositing tungsten on the wafer W, the inner ring 15 is positioned above the edge of the wafer W at a predetermined interval, and Ar gas is flowed between the wafer W and the inner ring 15. Tungsten deposited in the bevel region B is minimized (S53).

상기 증착 공정이 완료된 웨이퍼(W)를 저온 챔버(20)로 반송한 뒤, 텅스텐이 증착된 웨이퍼의 베벨 영역을 3 ~ 5℃의 저온 상태에서 30 ~ 50초 동안 냉각시킨다(S55).After transporting the wafer W having the deposition process completed to the low temperature chamber 20, the bevel area of the tungsten-deposited wafer is cooled for 30 to 50 seconds at a low temperature of 3 to 5 ° C. (S55).

상기 냉각 공정에 의해 응축 변형된 웨이퍼(W)를 공정챔버(30)로 반송한 뒤 베벨 영역(B)에 퍼지 가스를 10 ~ 30초 동안 강하게 분사시켜줌으로써, 베벨 영역(B)에 불안정하게 증착된 텅스텐(17)을 제거함과 동시에 웨이퍼(W)의 표면으로 이동시킨다(S57).After conveying the wafer W condensed and deformed by the cooling process to the process chamber 30, the purge gas is strongly sprayed into the bevel region B for 10 to 30 seconds, thereby unstable deposition on the bevel region B. The tungsten 17 is removed and moved to the surface of the wafer W (S57).

상기 웨이퍼(W) 표면으로 이동된 텅스텐을 CMP 공정을 통해 제거하게 되면 베벨 영역(B)에 잔류하는 텅스텐을 제거하는 작업이 완료된다(S59).When the tungsten moved to the surface of the wafer W is removed through the CMP process, the operation of removing the tungsten remaining in the bevel region B is completed (S59).

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으 나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.The present invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and the general knowledge in the technical field to which the present invention pertains without departing from the technical spirit of the present invention. Of course, various changes and modifications are possible by those who have.

도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 증착장비의 구성을 보여주는 개략적인 구성도,1 is a schematic diagram showing the configuration of a wafer deposition apparatus according to the present invention;

도 2는 본 발명의 웨이퍼 베벨 영역의 텅스텐 제거과정에 따른 구성도,2 is a block diagram illustrating a tungsten removal process of the wafer bevel region of the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 베벨 영역의 텅스텐을 제거하는 상태를 나타내는 개략적인 내부구성도,3 is a schematic internal configuration diagram showing a state of removing tungsten in the wafer bevel region according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 베벨 영역의 텅스텐 제거과정을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a tungsten removal process of the wafer bevel region according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 공정챔버 11 : 고정척10: process chamber 11: fixed chuck

13 : 히터 15 : 이너링13: heater 15: inner ring

20 : 저온챔버 30 : 공정챔버20: low temperature chamber 30: process chamber

B : 베벨영역 W : 웨이퍼B: Bevel Area W: Wafer

Claims (3)

공정 챔버 내의 고정척 상면에 웨이퍼를 안착 고정하는 제1단계;A first step of seating and fixing the wafer on an upper surface of the fixed chuck in the process chamber; 상기 웨이퍼 상에 텅스텐을 증착하는 제2단계;Depositing tungsten on the wafer; 상기 텅스텐이 증착된 웨이퍼의 베벨 영역을 일정시간 동안 냉각시키는 제3단계;Cooling the bevel area of the tungsten-deposited wafer for a predetermined time; 상기 냉각 공정에 의해 응축 변형된 상기 웨이퍼의 베벨 영역을 향해 퍼지 가스를 강하게 분사시켜 상기 베벨 영역에 불안정하게 증착된 텅스텐을 제거함과 동시에 상기 웨이퍼의 표면으로 이동시키는 제4단계;A fourth step of strongly purging the purge gas toward the bevel region of the wafer condensed and deformed by the cooling process to remove tungsten unstable in the bevel region and to move to the surface of the wafer; 상기 웨이퍼 표면으로 이동된 텅스텐을 CMP 공정을 통해 제거하는 제5단계;를 포함하는 웨이퍼 베벨 영역의 텅스텐 제거방법.And a fifth step of removing the tungsten that has moved to the wafer surface through a CMP process. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제3단계는 3 ~ 5℃의 저온 챔버 내에서 30 ~ 50초 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 베벨 영역의 텅스텐 제거방법.The third step is a tungsten removal method of the wafer bevel region, characterized in that for 30 to 50 seconds in a low temperature chamber of 3 ~ 5 ℃. 제 1항에 있어서.The method of claim 1. 상기 제4단계는 공정 챔버 내에서 Ar 가스를 이용하여 1500SCCM 이상으로 10 ~ 30초 동안 강하게 분사시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 베벨 영역의 텅스텐 제거방법.The fourth step is a tungsten removal method of the wafer bevel region, characterized in that for 10 to 30 seconds to strongly spray to 1500SCCM or more using Ar gas in the process chamber.
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