KR20140002189A - Apparatus for processing semiconductor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼의 비아홀에 전도체, 절연층 및 배리어층 등을 채우기 위한 반도체 웨이퍼 제조장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
전자제품의 소형화 및 대용량화로 인해, 반도체의 높은 집적도가 요구되어왔다. 이로 인해, 반도체의 직접도는 비약적인 발전을 하였으나, 최근들어 직접도만을 높이는 방법은 한계에 봉착하여, 복수개의 칩을 하나의 패키지에 적층하는 3D 패키지 방식이 개발되었다. 3D 패키징 방법으로 복수개의 칩을 적층한 후 모서리에 와이어로 연결하는 방법이 있었다. 그러나, 이 방법은 약간의 면적이 늘어나는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 칩들 사이의 중간층이 필요하다는 단점이 있다.Due to the miniaturization and large capacity of electronic products, high integration of semiconductors has been required. As a result, the directivity of the semiconductor has been remarkably developed. Recently, however, a method of increasing the directivity has been limited, and a 3D package method of stacking a plurality of chips in one package has been developed. There was a method of stacking a plurality of chips in a 3D packaging method and connecting the wires to the corners. However, this method has a disadvantage in that it requires not only an increase in area but also an intermediate layer between the chips.
이와 같은 문제점을 해소하기 위해 칩내에 수직 전기연결부를 형성하여 적층하는 TSV(Through Silicon Via) 방법이 제시되었다. TSV 방식을 사용하기 위해서는 반도체 표면에 단순히 회로를 형성하는 것과 달리, 두께 방향으로 좁고 길게 형성된 비아홀에 절연층, 배리어층 및 전도체를 채워넣는 공정이 필요하다. 이는 표면에 도금하는 것과는 전혀 다른 다양한 문제점을 발생시킨다.In order to overcome such a problem, a through silicon via (TSV) method in which a vertical electrical connection portion is formed in a chip is proposed. In order to use the TSV method, a process of filling an insulating layer, a barrier layer, and a conductor into a via hole formed narrow and long in the thickness direction is required, unlike simply forming a circuit on a semiconductor surface. This creates a variety of problems that are quite different from plating on surfaces.
종래의 반도체 형성 공정에는 건식공정과 습식공정이 있다. 건식공정의 경우 습식공정에 비해, 좁고 길게 형성된 비아홀에 균일하게 전도체를 형성하는 데 어려움이 있었다.Conventional semiconductor forming processes include a dry process and a wet process. In the dry process, it is difficult to uniformly form a conductor in a narrow and long via hole compared with a wet process.
습식공정의 경우, 화학물질이 담겨진 탱크에 웨이퍼의 표면이 하향으로 향하도록 한 후 반응시킨 후 세정하는 공정이 일반적으로 알려져 있다. 그러나, 이러한 공정의 경우, 많은 양의 화학물질이 소요되어 낭비가 심할 뿐만 아니라, 웨이퍼의 배면 오염 및 웨이퍼의 표면에 화학물질이 도포된 상태에서 세정을 위해 별도의 장비로 웨이퍼를 이동시켜야 하는 등 많은 문제점이 있다.In the case of a wet process, a process is generally known in which a surface of a wafer is directed downward in a tank containing a chemical substance, reacted, and then cleaned. However, such a process requires a large amount of chemical substances, which is very wasteful. In addition, since the backside of the wafer and the chemical substance are coated on the surface of the wafer, the wafer must be moved to a separate apparatus for cleaning There are many problems.
특히, 습식공정의 특정 화학물질의 경우, 독성이 있어, 이러한 화학물질이 도포된 상태로 다른 공정으로 이송되거나 하는 경우, 매우 엄격한 공정관리가 필요하다는 단점이 있다.In particular, certain chemicals of the wet process is toxic, there is a disadvantage that a very strict process control is required if the chemicals are transferred to another process while the coating is applied.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 웨이퍼에 형성된 비아홀에 절연층, 배리어층 및 전도체층을 하나의 장비 내에서 처리할 수 있을 뿐만 아니라, 화학물질의 사용량을 줄여주며, 공정을 위한 장비의 수를 줄여 줄 수 있는 반도체 웨이퍼 제조장치를 제공하고자 한다. Embodiments of the present invention have been made to solve the above problems, it is possible to process the insulating layer, barrier layer and conductor layer in a single device in the via hole formed in the wafer, as well as to reduce the amount of chemicals used To provide a semiconductor wafer manufacturing apparatus that can reduce the number of equipment for the process.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 비아홀이 형성된 반도체에 절연층, 배리어(Barrier)층 및 전도체 층을 채워 넣기 위한 반도체 웨이퍼 제조장치에 있어서, 상기 비아홀 내에 기포를 제거하는 기포제거모듈; 기포가 제거된 상기 웨이퍼 비아홀에 상기 절연층을 형성하는 절연층 형성모듈; 상기 절연층이 형성된 상기 웨이퍼 비아홀에 상기 배리어층을 형성하는 배리어층 형성모듈; 상기 배리어층이 형성된 상기 웨이퍼 비아홀에 상기 전도체층을 형성하는 전도체층 형성모듈; 및 상기 기포제거모듈, 상기 절연층 형성모듈, 상기 배리어층 형성모듈 및 상기 전도체층 형성모듈 간에 상기 웨이퍼를 이송하는 모듈간 이송장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치를 제공한다.Embodiments of the present invention provide a semiconductor wafer manufacturing apparatus for filling an insulating layer, a barrier layer, and a conductor layer in a semiconductor in which via holes are formed, to remove bubbles in the via holes. module; An insulation layer forming module for forming the insulation layer in the wafer via hole from which bubbles are removed; A barrier layer forming module for forming the barrier layer in the wafer via hole in which the insulating layer is formed; A conductor layer forming module for forming the conductor layer in the wafer via hole in which the barrier layer is formed; And an inter-module transfer device for transferring the wafer between the bubble removing module, the insulating layer forming module, the barrier layer forming module, and the conductor layer forming module.
또한, 상기 전도체층이 형성된 상기 웨이퍼를 세정하는 세정모듈;을 더 포함하는 것이 바람직하다.The cleaning module may further include a cleaning module for cleaning the wafer on which the conductor layer is formed.
그리고, 상기 웨이퍼에 열처리를 할 수 있는 어닐링 모듈;을 더 포함하는 것이 효과적이다.And, it is effective to further include; an annealing module capable of heat treatment on the wafer.
상기 배리어층이 형성되기 이전에 상기 절연층 상에 접착력을 증대시켜주는 액티베이션 물질을 상기 웨이퍼 비아홀에 도포하여 주는 액티베이션 모듈;을 더 포함할 수 있다.And an activation module for applying an activation material to the wafer via hole to increase adhesion to the insulating layer before the barrier layer is formed.
여기서, 상기 모듈간 이송장치를 사이에 두고, 상기 기포제거 모듈, 상기 절연층 형성모듈, 상기 배리어층 형성모듈 및 상기 전도체층 형성모듈이 양분되어 배치된 것이 바람직하다.Here, the bubble removing module, the insulating layer forming module, the barrier layer forming module and the conductor layer forming module may be bisected with the inter-module transfer device therebetween.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.As described above, according to the present invention, various effects including the following can be expected. However, the present invention does not necessarily achieve the following effects.
본 발명의 실시예의 반도체 웨이퍼 제조장치는 하나의 장비 내에서 비아홀이 형성된 반도체 웨이퍼를 처리할 수 있는 모든 공정을 처리할 수 있다. The semiconductor wafer manufacturing apparatus of an embodiment of the present invention can process all processes capable of processing a semiconductor wafer having via holes formed in one device.
또한, 제 1 어닐링 단계 및 제 2 어닐링 단계를 하나의 어닐링 모듈로 처리할 수 있으며, 제 1 기포제거단계 및 제 2 기포제거단계를 하나의 기포제거모듈로 수행할 수 있어, 공정을 위한 장비의 수를 줄여 줄 수 있다.In addition, the first annealing step and the second annealing step may be treated as one annealing module, and the first bubble removing step and the second bubble removing step may be performed by one bubble removing module, You can reduce the number.
도 1 내지 도 5는 비아홀이 형성된 반도체 웨이퍼에 전도체를 형성하는 공정을 순차적으로 도시한 웨이퍼 단면도
도 6은 본 발명의 실시예의 반도체 웨이퍼 제조장치의 레이아웃을 간략하게 도시한 평면도
도 7은 본 발명의 반도체 웨이퍼 제조장치를 이용한 반도체 웨이퍼 처리공정의 블록도
도 8은 도 6의 기포제거모듈의 개념단면도
도 9는 도 8의 Ⅸ부분의 확대단면도
도 10은 본 발명의 일실시예의 반도체 웨이퍼 비아홀의 기포 제거방법을 도시한 순서도
도 11은 본 발명의 도 6의 절연층 형성모듈의 개념단면도.
도 12는 도 11의 램프 작용 중심의 단면도.
도 13은 도 11의 램프의 평면도.
도 14는 본 발명의 절연층 형성 및 세정단계의 세부내용을 도시한 순서도
도 15는 도 6의 배리어층 형성모듈의 개념단면도
도 16은 도 15의 'A'부분의 확대단면도.
도 17은 도 15의 진동자가 진동자 프레임에 설치된 예를 도시한 모식도.
도 18은 도 17의 진동자의 내부 평면도
도 19는 도 18의 진동자가 회동시 진동소자의 커버 영역을 도시한 모식도
도 20은 도 17의 진동자의 변형예를 도시한 내부 평면도
도 21 도 17의 진동자의 다른 변형예를 도시한 내부 평면도
도 22는 도 15의 히터 및 처리액 회수부의 결합 상태를 도시한 모식도
도 23 은 도 7의 배리어층 형성단계의 세부단계를 도시한 블록도
도 24는 도 6의 전도체층 형성모듈의 개념단면도(캡 승강상태).
도 25는 도 24의 캡 하강 상태 도면.
도 26은 도 25의 일부 확대도.
도 27은 도 26의 A-A선에 따른 단면도.
도 28은 도 24의 제2전극 및 캡의 사시도.
도 29는 전도체층 형성단계의 세부구성을 도시한 순서도.
도 30 내지 도 35는 도 6의 어닐링 모듈의 공정 순서에 따른 개념 평면도
도 36 내지 도 38은 도 6은 어닐링 모듈의 공정 순서에 따른 개념 측면도1 to 5 are wafer cross-sectional views sequentially illustrating a process of forming a conductor on a semiconductor wafer on which via holes are formed.
6 is a plan view briefly showing the layout of a semiconductor wafer manufacturing apparatus of an embodiment of the present invention;
7 is a block diagram of a semiconductor wafer processing process using the semiconductor wafer manufacturing apparatus of the present invention.
8 is a conceptual cross-sectional view of the bubble removing module of FIG.
9 is an enlarged cross-sectional view of the upper portion of FIG. 8.
10 is a flowchart illustrating a bubble removing method of a semiconductor wafer via hole according to an embodiment of the present invention.
11 is a conceptual cross-sectional view of the insulating layer forming module of FIG. 6 of the present invention;
12 is a cross-sectional view of the center of the ramp operation of FIG. 11.
13 is a plan view of the lamp of FIG.
14 is a flow chart showing the details of the insulating layer formation and cleaning step of the present invention.
15 is a conceptual cross-sectional view of the barrier layer forming module of FIG.
16 is an enlarged cross-sectional view of a portion 'A' of FIG.
FIG. 17 is a schematic diagram illustrating an example in which the vibrator of FIG. 15 is installed in the vibrator frame. FIG.
18 is a plan view of the inside of the vibrator of FIG.
FIG. 19 is a schematic view showing a cover area of a vibrating element when the vibrator of FIG. 18 is rotated. FIG.
20 is an internal plan view showing a modification of the vibrator of FIG. 17.
21 is a plan view showing another modification of the vibrator of FIG.
FIG. 22 is a schematic diagram illustrating a combined state of the heater and the processing liquid recovery part of FIG. 15. FIG.
FIG. 23 is a block diagram showing detailed steps of forming a barrier layer of FIG. 7.
24 is a conceptual cross-sectional view (cap lifted state) of the conductor layer forming module of FIG.
FIG. 25 is a view of the cap lowered state of FIG. 24; FIG.
FIG. 26 is an enlarged view of a portion of FIG. 25; FIG.
FIG. 27 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 26.
FIG. 28 is a perspective view of the second electrode and the cap of FIG. 24; FIG.
29 is a flow chart showing the detailed configuration of the conductor layer forming step.
30 to 35 are conceptual plan views according to the process sequence of the annealing module of FIG.
36 to 38 is a conceptual side view according to the process sequence of Figure 6 annealing module
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명의 실시예의 반도체 웨이퍼 제조장치를 설명하기 전에 본 발명의 실시예의 장치에 의해 제조되는 비아홀이 형성된 반도체 웨이퍼에 전도체를 형성하는 공정을 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.Before describing the semiconductor wafer manufacturing apparatus of the embodiment of the present invention, a process of forming a conductor in the via wafer-formed semiconductor wafer manufactured by the apparatus of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 웨이퍼(1)에 에칭 등의 공법을 이용하여 깊은 비아홀(2)을 형성한다. 그 다음, 도 2와 같이, 전기가 통하지 않는 절연층(3)을 도포한다. 그 다음, 도 3과 같이, 절연층(3)의 표면에 구리의 확산을 저지하는 배리어층(4: Barrier layer)을 도포한다. 그 다음, 도 4와 같이, 비아홀에 구리와 같은 전도체층(5)을 채워 넣는다. 그 다음, 웨이퍼의 표면을 기계화학적 방법을 사용하여 연마함으로서, 도 5와 같이, 비아홀에 전도체가 체워진 반도체 웨이퍼를 제조한다.As shown in FIG. 1, the
본 발명의 실시예의 반도체 웨이퍼 제조장치는 도 4에 도시된 비아홀에 절연층, 배리어층 및 전도체층이 채워진 웨이퍼를 제조하는 장치에 관한 것이다.A semiconductor wafer manufacturing apparatus of an embodiment of the present invention relates to an apparatus for manufacturing a wafer in which an insulating layer, a barrier layer, and a conductor layer are filled in a via hole shown in FIG. 4.
도 6은 본 발명의 실시예의 반도체 웨이퍼 제조장치의 레이아웃을 간략하게 도시한 평면도이다.Fig. 6 is a plan view briefly showing the layout of the semiconductor wafer manufacturing apparatus of the embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예의 반도체 웨이퍼 제조장치는, 비아홀 내에 기포를 제거하는 기포제거모듈(1000)과, 기포가 제거된 상기 웨이퍼 비아홀에 상기 절연층을 형성하는 절연층 형성모듈(2000)과, 절연층이 형성된 상기 웨이퍼 비아홀에 상기 배리어층을 형성하는 배리어층 형성모듈(3000)과, 상기 배리어층이 형성된 상기 웨이퍼 비아홀에 상기 전도층을 형성하는 전도체층 형성모듈(4000)과, 상기 전도체층이 형성된 상기 웨이퍼를 세정하는 세정모듈(9000)과, 상기 웨이퍼에 열처리를 할 수 있는 어닐링 모듈(5000)과, 상기 배리어층이 형성되기 이전에 상기 절연층 상에 접착력을 증대시켜주는 액티베이션 물질을 상기 웨이퍼 비아홀에 도포하여 주는 액티베이션 모듈(6000)과, 상기 모듈(1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000)간에 상기 웨이퍼를 이송하는 모듈간 이송장치(7000)을 포함한다. As shown in FIG. 6, the semiconductor wafer manufacturing apparatus of the embodiment of the present invention includes a
또한, 본 발명의 반도체 웨이퍼 제조장치는, 웨이퍼를 적재하거나, 하역할 수 있는 로딩 및 언로딩모듈(8000)을 더 포함할 수 있다.In addition, the semiconductor wafer manufacturing apparatus of the present invention may further include a loading and
상기 모듈간 이송장치(7000)를 사이에 두고, 상기 기포제거 모듈(1000), 상기 세정모듈(9000) 및 상기 어닐링 모듈(5000)이 일측에 배치되고, 상기 절연층 형성모듈(2000), 액티베이션모듈(6000) 및 상기 배리어층 형성모듈(3000) 및 상기 전도체층 형성모듈(4000)이 타측에 배치된다. The
모듈간 이송장치(7000)는 통로(7001)에 직선 이동 및 회동할 수 있는 로봇 암으로 구현될 수 있다.The
이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 반도체 웨이퍼 제조장치를 이용한 반도체 웨이퍼 처리공정을 살펴본 후, 반도체 웨이퍼 제조장치의 각각의 모듈에 대한 구체적인 구성을 살펴본다.Hereinafter, referring to FIG. 7, a semiconductor wafer processing process using the semiconductor wafer manufacturing apparatus of the present invention will be described, and then a detailed configuration of each module of the semiconductor wafer manufacturing apparatus will be described.
비아홀이 형성된 반도체 웨이퍼 처리공정은 비아홀의 기포를 제거하고 순수(Deionized water)를 채우는 제 1 기포제거단계(100)와, 기포제거 후 절연층을 형성하고 세정하는 단계(200)와, 절연층이 형성된 웨이퍼에 열을 가하여 열처리하는 제 1 어닐링 단계(300)와, 배리어층이 잘 부착되도록 액티베이션 물질을 도포하고 세정하는 액티베이션 및 세정 단계(400)와, 액티베이션층이 형성된 표면에 배리어층을 형성하는 단계(500)와, 다시 기포를 제거하고 순수(Deionized water)를 채우는 제 2 기포제거단계(600)와, 전도체층을 형성하는 단계(700)와, 세정하는 단계(800)와, 전도체층이 형성된 웨이퍼에 열을 가하여 열처리하는 제 2 어닐링 단계(900)를 포함한다.The semiconductor wafer processing process in which the via holes are formed includes a first
제 1 기포제거단계(100)와 제 2 기포제거단계(600)는 기포제거모듈(1000)에서 수행이 되며, 절연층을 형성하고 세정하는 단계(200)는 절연층 형성모듈(2000)에서 수행되며, 제 1 어닐링 단계(300) 및 제 2 어닐링 단계(900)는 어닐링 모듈(5000)에서 수행되며, 액티베이션 및 세정단계(400)는 액티베이션 모듈(6000)에서 수행되며, 배리어층을 형성하는 단계(500)는 배리어층 형성모듈(3000)에서 수행되며, 전도체층을 형성하는 단계(700)는 전도체층 형성모듈(7000)에서 수행이 된다.The first
상기와 같이, 본 발명의 실시예의 반도체 웨이퍼 제조장치는 하나의 장비 내에서 비아홀이 형성된 반도체 웨이퍼를 처리할 수 있는 모든 공정을 처리할 수 있다. 또한, 제 1 어닐링 단계(300) 및 제 2 어닐링 단계(900)를 하나의 어닐링 모듈(5000)로 처리할 수 있으며, 제 1 기포제거단계(100) 및 제 2 기포제거단계(600)를 하나의 기포제거모듈(1000)로 수행할 수 있어, 공정을 위한 장비의 수를 줄여 줄 수 있다.As described above, the semiconductor wafer manufacturing apparatus of the embodiment of the present invention can process all processes capable of processing a semiconductor wafer having via holes formed in one device. In addition, the first annealing step 300 and the second annealing step 900 may be processed by one
또한, 절연층 형성모듈(2000), 액티베이션 모듈(6000) 및 배리어층 형성모듈(3000)은 세정하는 장치를 내장함으로써(자세한 내용은 후술하는 개별 모듈에 대한 설명에 기재되어 있음), 유독한 화학물질이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다. 다만, 전도체층 형성모듈(4000)은 공정시간이 길어, 세정모듈(9000)을 별도 모듈로 형성함으로써, 공정시간이 지체되는 것을 방지하였다.In addition, the insulating
도 8은 도 6의 기포제거모듈의 개념단면도, 도 9는 도 8의 Ⅸ부분의 확대단면도이다.FIG. 8 is a conceptual cross-sectional view of the bubble removing module of FIG. 6, and FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of part V of FIG. 8.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 반도체 기포제거모듈은, 웨이퍼(1)의 배면을 지지고정하는 웨이퍼 척(1100)과, 상기 웨이퍼 척을 회동시키는 척 회동부(1200)와, 상기 웨이퍼 척(1100)을 상하로 승강시키는 승강장치(1600)와, 상기 웨이퍼 척(1100)에 고정된 상기 웨이퍼의 표면에 기포 제거용 액체를 주입하는 액체 주입장치(1700)와, 상기 웨이퍼 척(1100)에 고정된 상기 웨이퍼(1)를 둘러싸는 챔버(1301)를 밀폐하는 챔버밀폐장치(1300)와, 상기 챔버(1301) 내를 진공상태로 형성하는 챔버진공장치(1400)와, 상기 웨이퍼 척(1100)의 회동시 비산되는 상기 기포 제거용 액체를 회수하는 액체 회수부(1500)을 포함한다. As shown in these figures, the semiconductor bubble removing module of an embodiment of the present invention, the
웨이퍼 척(1100)의 상기 웨이퍼(1)의 배면과 맞닿는 면에는 웨이퍼 파지용 진공홀(1101)이 형성되며, 상기 웨이퍼 파지용 진공홀(1101)에 진공을 발생시키는 척용 진공장치(1110)와, 상기 웨이퍼 파지용 진공홀(1101)에 상기 척용 진공장치(1110) 및 상기 챔버 진공장치(1400)에 선택적으로 연결될 수 있도록 변환하는 진공장치 전환부(1120)를 더 포함한다.A wafer holding
웨이퍼 척(1100)은 웨이퍼(1)의 배면과 직접 맞닿으며, 전술한 웨이퍼 파지용 진공홀(1101)이 형성된 웨이퍼 지지판(1130)과, 지지판(1130)을 지지하며 구동축(1201)과 연결되는 척 본체(1140)을 포함한다. 척 본체는 지지판(1130)을 지지하며, 기포제거용 액체가 구동축 등 내측으로 스며드는 것을 방지하는 내측 지지리브(1141)와, 상기 웨이퍼척의 상기 웨이퍼 테두리 외측으로 돌출되도록 연장된 척 밀폐부(1142)와, 척 밀폐부(1142)의 끝단에서 하향 돌출된 외측 리브(1143)을 포함한다. 외측 리브(1143)의 배면 측에는 기포제거용 액체가 배면으로 타고 스며드는 것을 방지하기 위한 액체 침투 방지홈(1144)이 형성된다.The
척용 진공장치(1110)는 진공펌프이며, 웨이퍼 파지용 진공홀(1101)에 진공을 발생시킬 수 있으면 어떠한 구성으로 구성될 수도 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다. 진공장치 전환부(1120)는 전환 밸브 등으로 구성될 수 있다. 챔버 진공장치(1400)가 작동되어 챔버 내에 진공이 되는 경우, 파지용 진공홀(1101)에 가해지는 압력과 차이가 있을 경우, 웨이퍼의 파지가 안정적이지 않을 수 있으므로, 챔버진공장치(1400)와 파지용 진공홀(1101)을 진공장치 전환부(1120)로 연결해줌으로써, 보다 안정적으로 웨이퍼를 위치시킬 수 있다.The
척 회동부(1200)는 모터 등이 될 수 있으며, 척 승강장치(1600)는 에어실린더로 구성되었으나, 솔레노이드 등으로 구현될 수 있다.The
액체 주입장치(1700)는 회동할 수 있으며, 기포 제거용 액체를 주입하는 장치이다. 이와 같은 액체를 원하는 양만큼 주입하는 액체 주입장치는 일반적으로 많이 알려져 있으므로, 자세하 설명은 생략한다. 기포 제거용 액체는 순수물(purified water)로서 DIW(deionized water) 등이 사용될 수 있다.The
챔버 밀폐장치(1300)는 전술한 척 밀폐부(1142)와, 상기 척 밀폐부(1142)에 개폐가능하도록 형성되는 밀폐 캡(1310)과, 밀폐캡(1310)의 척 밀폐부(1142)와 접하는 면에 설치되는 실링(1311) 및 밀폐 캡(1310)을 승하강 시키는 밀폐캡 승강장치(1320)을 포함한다.The
밀폐 캡(1310)에는, 별도로 구비된 기체주입장치(1800)와 연결되며 상기 챔버(1301) 내에 기체를 주입할 수 있는 기체 주입구(1302)가 형성되며, 상기 챔버진공장치(1400)와 연결된 진공흡입공(1303)이 형성된다. 또한, 진공흡입공(1303) 및 기체 주입구(1302)와 웨이퍼 사이에 설치된 확산판(1304)를 더 포함한다. 확산판(1304)은 주입되는 기체 및 흡입되는 공기가 챔버 내에 골고루 퍼지도록 하여, 기포 제거용 액체가 한 부분으로 쏠리는 것을 방지한다. 기체 주입구(1302) 내로 주입되는 기체는 질소(N2) 등이 사용될 수 있다.In the
밀폐캡 승강장치(1320)는 밀폐캡(1310)을 승하강할 수 있도록 랙, 피니언으로 구현되거나, 실린더 등 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.Sealing
상기 액체 회수부(1500)는, 내주의 일부가 원주방향으로 개구된 환형 튜브형상으로 형성되며, 상기 웨이퍼 척(1100)의 외주를 감싸도록 형성된다. 따라서, 웨이퍼 척(1100)이 회전하여, 웨이퍼 상에 잔존하는 기포 제거용 액체가 외부로 비산되는 것을 막아준다. 액체 회수부(1500)에 액체가 배출될 수 있는 배출구(미도시)가 연결된다.The
이하, 본 발명의 반도체 웨이퍼 비아홀의 기포 제거방법을 기술하면서, 전술한 기포제거모듈에 대한 동작을 함께 기술한다.Hereinafter, while describing the bubble removal method of the semiconductor wafer via hole of the present invention, the operation of the above-described bubble removal module will be described together.
도 10은 본 발명의 일실시예의 반도체 웨이퍼 비아홀의 기포 제거방법을 도시한 순서도이다.10 is a flowchart illustrating a bubble removing method of a semiconductor wafer via hole according to an embodiment of the present invention.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 반도체 웨이퍼 비아홀의 기포 제거방법은 비아홀이 형성된 웨이퍼(1)의 표면에 기포 제거용 액체를 도포하는 액체 도포단계(S1100)와, 액체가 도포된 상기 웨이퍼를 밀폐된 챔버(1301)에 위치하는 단계(S1200)와, 상기 챔버(1301)에 진공을 가하여, 상기 비아홀에 잔존하는 기포를 제거하는 진공단계(S1300)와, 상기 챔버(1301)에 기체를 주입한 후 상기 챔버를 개방하는 단계(S1400)와, 상기 웨이퍼(1)를 회전시켜 상기 웨이퍼 상에 잔존하는 기포 제거용 액체를 제거하는 건조단계(S1500)를 포함한다.As shown in FIG. 10, the bubble removing method of the semiconductor wafer via hole according to the exemplary embodiment of the present invention includes a liquid applying step (S1100) of applying a liquid for removing bubbles to the surface of the
액체 도포단계(S1100)에서는 먼저, 웨이퍼(1)를 웨이퍼 척(1100)의 상면에 위치시킨다. 이때, 액체 회수부(1500)와 간섭을 피하기 위해, 승강장치(1500)가 웨이퍼 척을 상측으로 이동시킨 상태에서 웨이퍼(1)를 웨이퍼 척(1100)의 상면에 위치시킨다. 이때, 로봇을 이용하여 웨이퍼를 웨이퍼 척(1100)에 위치시킨다. In the liquid coating step (S1100), first, the
그 다음, 척용 진공장치(1110)를 구동하여, 웨이퍼가 웨이퍼 척(1100)에 고정되도로 한다. 따라서, 웨이퍼가 유동되는 것을 방지한다.The
그 다음, 승강장치를 사용하여 웨이퍼 척(1100)을 하강시킨다.The
그 다음, 액체 주입장치(1700)가 회동하여, 웨이퍼(1)의 상면에 기포 제거용 액체를 주입한 후, 다시 원래의 위치로 회동한다. 이때, 액체의 양을 조절하여, 웨이퍼의 표면에 골고루 기포 제거용 액체가 퍼지도록 하는 것이 바람직하다.Then, the
웨이퍼를 밀폐된 챔버에 위치하는 단계(S1200)에서는, 밀폐캡 승강장치(1320)를 구동하여, 밀폐캡(1310)을 하강시켜, 챔버를 밀폐함으로써, 웨이퍼를 밀폐된 챔버 내에 위치시킨다.In the step S1200 of placing the wafer in the sealed chamber, the sealing
진공단계(S1300)에서는, 먼저, 진공장치 전환부(1120)를 사용하여, 웨이퍼 파지용 진공홀(1101)과, 챔버 진공장치(1400)가 연결되도록 한다. 그 다음 챔버 진공장치(1400)를 구동하여, 챔버(1301)와 웨이퍼 파지용 진공홀(1101)에 동일한 진공압이 형성되도록 한다. 이때 가해지는 진공압은 약 1torr 정도이며, 충분히 기포가 제거될 정도의 시간동안 진공상태를 유지한다. 그 결과, 비아홀에 기포가 모두 제거될 수 있다.In the vacuum step (S1300), first, the vacuum
챔버를 개방하는 단계(S1400)에서는, 진공이 유지된 상태에서 강제로 챔버를 개방하는 경우, 많은 동력이 필요할 뿐만 아니라, 개방시 가해지는 충격으로 웨이퍼가 손상될 수 있다. 따라서, 기체 주입구(1302)를 통해서 질소 기체를 주입하여, 대기압과 동일한 상태가 되도록 한다. 또한, 진공장치 전환부(1120)를 사용하여, 웨이퍼 파지용 진공홀(1101)이 척용 진공장치(1110)에 의해 진공압이 발생하도록 한다. 그 다음, 밀폐캡 승강장치(1320)를 구동하여 밀폐캡(1310)을 승강시킨다.In the step S1400 of opening the chamber, if the chamber is forcibly opened in a vacuum state, not only a lot of power is required but also the wafer may be damaged by an impact applied during opening. Therefore, nitrogen gas is injected through the
건조단계(S1500)에서는, 척 회동부(1200)를 구동하여, 웨이퍼를 회전시켜, 표면에 잔존하는 액체를 제거한다. 그러나, 잔존하는 액체를 완전히 건조하는 것은 아니며, 다음 공정에 필요한 정도로 액체가 잔존하도록 한다. 이때, 비산되는 액체는 액체 회수부(1500)를 통해서 회수된다.In the drying step (S1500), the
그 다음, 승강장치(1500)를 사용하여 웨이퍼 척을 상승시킨 후, 공정을 완료하게 된다. Then, after elevating the wafer chuck using the
한편, 건조단계(S1500) 이후에 세정단계를 거칠 수도 있다.On the other hand, it may be subjected to a cleaning step after the drying step (S1500).
상기와 같이, 본 발명의 일실시예의 기포제거모듈에 따르면, 비아홀에 잔존하는 기포를 안정적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 기포 제거와 건조를 하나의 장비로 해결할 수 있어, 효과적이다.As described above, according to the bubble removing module of one embodiment of the present invention, not only can the bubble remaining in the via hole be stably removed, but also the bubble removal and drying can be solved by one equipment, which is effective.
또한, 액체 회수부로 인해서 비산되는 액체가 장비의 다른 부위로 스며드는 것을 방지할 수 있다.It is also possible to prevent liquid splashing due to the liquid recovery portion from seeping into other parts of the equipment.
그리고, 승강장치를 구비함으로써, 액체 회수부와 간섭받지 않고, 웨이퍼를 로딩 및 언로딩할 수 있다.In addition, by providing the lifting device, the wafer can be loaded and unloaded without being interfered with the liquid recovery unit.
또한, 진공장치 전환부를 구비함으로써, 기포 제거시, 웨이퍼의 상하에 가해지는 압력이 동일하도록 하여, 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있다. In addition, by providing the vacuum device switching unit, the pressure applied to the upper and lower sides of the wafer during bubble removal can be the same, and damage to the wafer can be prevented.
그리고, 확산판을 구비함으로써, 기체의 흐름이 고르게 되도록 하여 기포 제거용 액체가 한 쪽으로 치우치는 것을 방지할 수 있다.By providing the diffusion plate, it is possible to make the flow of gas even and to prevent the liquid for bubble removal from being biased to one side.
세정모듈(9000)의 구성은 기포제거모듈(1000)의 챔버밀폐장치(1300), 챔버진공장치(1400) 및 진공장치전환부(1120)를 제외한 나머지 구성과 동일하므로, 자세한 설명을 생략한다.Since the configuration of the
도 11은 도 6의 절연층 형성모듈의 개념단면도이고, 도 12는 도 11의 램프 작용 중심의 단면도이고, 도 13은 도 11의 램프의 평면도이다.FIG. 11 is a conceptual cross-sectional view of the insulating layer forming module of FIG. 6, and FIG. 12 is a cross-sectional view of a lamp action center of FIG. 11. 13 is a plan view of the lamp of FIG.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 절연층 형성모듈은 비아홀이 형성된 웨이퍼(2200)의 배면을 지지고정하는 웨이퍼 척(2110)과, 웨이퍼 척(2110)을 회동시키는 척 회동부(2120)와, 웨이퍼 척(2110)에 고정된 웨이퍼(2200)를 둘러싸는 환형의 챔버(2100)와, 처리액(2210)이 보다 활성화되어 웨이퍼(2200)에 충분히 신속하게 도금될 수 있도록 챔버(2100) 상측에 설치된 램프(2500)를 포함할 수 있다.As shown in these figures, the insulating layer forming module of the present invention includes a
챔버(2100)는 후술할 처리액 처리부(2170)에 대하여 웨이퍼 척(2110)의 상측에서 챔버 승강장치(2102)에 의해 상하 승하강 가능토록 설치될 수 있으며, 챔버 승강장치(2102)는 랙, 피니언으로 구현되거나, 실린더 등 다양한 형태로 구현될 수 있으며 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.The
웨이퍼 척(2110)은 하측 중앙에 척 구동부(2120)의 구동축(2122)이 일체로 결합되어 회전력을 전달받아 회동될 수 있다. 척 회동부(2120)는 모터(2124) 등이 될 수 있으며, 이때 모터(2124)는 회전 속도 조절이 가능토록 서보모터가 적용될 수 있다.The
램프(2500)는 웨이퍼(2200)의 전체 면에 걸쳐 빛이 고르고 균일하게 조사될 수 있도록, 웨이퍼(2200)에 평행하게 설치됨과 아울러 웨이퍼(2200)에 대응하게 형성될 수 있다. 램프(2500)는 웨이퍼(2200)에 대하여 평행하게 설치될 수 있도록, 챔버 승강장치(2102)에 의해 지지되며 웨이퍼(2200)에 평행한 램프 브라켓(2510)의 하측면에 결합될 수 있다. 또한, 램프(2500)는 원판형 웨이퍼(2200)에 대하여 웨이퍼(2200)와 동일, 비슷한 직경의 원판형으로 형성될 수 있다.The
특히, 램프(2500)는 웨이퍼(2200)에 대응하고 평행한 하나의 면을 이루는 복수의 램프채널(2501~2505)로 분할 구성될 수 있다. In particular, the
복수의 램프채널(2501~2505)은 엘이디, 할로겐 등 여러 램프 종류 중 동일한 종류의 램프로 구성될 수도 있고, 서로 상이한 종류의 램프로 구성될 수 있다. The plurality of
복수의 램프채널(2501~2505)은 빛의 조도 균일성을 위해 다양한 레이아웃(lay-out)으로 구성될 수 있는데, 특히 웨이퍼(2200)에 대응하여 동심원 구조를 취하는 것이 바람직하다. 즉, 복수의 램프채널(2501~2505) 중 가운데 램프채널(2501)은 원판형으로 형성되며, 그 나머지 램프채널(2502~2505)들이 가운데 램프채널(2501)과 동심을 이룸과 아울러 그 안쪽 램프채널(2501~2505)의 외주를 둘러싸는 환형으로 형성될 수 있다.The plurality of
또한, 복수의 램프채널(2501~2505)은 빛의 조도 균일성을 위해 각각의 온/오프 여부 및 빛의 밝기 등이 조절될 수 있도록, 전기 회로적으로 각각 독립적으로 구동 제어되거나 둘 이상으로 분류되어 독립 구동 제어될 수 있다.In addition, the plurality of
이와 같이, 형성됨으로써, 장시간 사용으로 램프의 빛의 세기가 달라져도, 각각의 램프채널(2501~2505)의 빛 밝기를 조절함으로써, 빛의 조도 균일성을 확보할 수 있다. In this way, even when the light intensity of the lamp is changed by using for a long time, by adjusting the light brightness of each lamp channel (2501 ~ 2505), it is possible to ensure the uniformity of light intensity.
한편, 본 발명은 웨이퍼 척(2110)의 회동시 비산되는 처리액(2210)을 회수하는 처리액 회수부(2170)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the present invention may further include a processing
처리액 회수부(2170)는 내주의 일부가 원주방향으로 개구된 환형 튜브형상으로 형성되며, 웨이퍼 척(2110)의 외주를 감싸도록 형성된다. 따라서, 웨이퍼 척(110)이 회전하여, 웨이퍼(2200) 상에 잔존하는 처리액(2210)이 외부로 비산되는 것을 막아준다. 챔버(2100)에는 처리액 회수부(2170)로 액체가 배출될 수 있도록 배출구(미도시)가 형성된다. 아울러, 처리액 회수부(2170)에는 챔버(2100)가 하강하여 삽입되며, 챔버(2100)가 처리액 회수부(2170)의 상측으로 승강할 수 있다.The treatment
또한, 본 발명은 처리액(2210)의 공급,회수시 웨이퍼(2200) 상에 노즐(2300)을 위치시키고 처리액(2210)의 공급, 회수 후 노즐(2300)을 챔버(2100) 옆으로 옮기는 노즐 지지부(2310)와, 노즐(2300)과 결합되어 노즐(2300)을 통해 처리액(2210)을 공급, 회수하는 이젝터(2400)를 포함할 수 있다.In addition, according to the present invention, the
노즐(2300)은 처리액(2210)이 공급, 회수 통로를 형성하거나, 처리액(2210)의 공급, 회수를 위한 연결관(2320)이 노즐(2300)의 상측에 끼움 결합되거나, 연결관(2320)이 상하 관통 설치될 수 있도록 상하 관통된 내부통로를 갖도록 형성될 수 있다. 연결관(2320)은 유동성이 좋도록 고무 호스 등으로 이루어질 수 있으며, 노즐(2300)에 끼움 결합 등에 의해 착탈될 수 있다. The
노즐 지지부(2310)는 노즐(2300)이 웨이퍼(2200) 상에 위치하는 제1포인트와 노즐(2300)이 챔버(2100) 옆으로 옮겨져 대기하는 제2포인트 사이에서, 노즐(2300)이 단순하고 짧은 경로를 통해 이동하며 주변과 간섭 방지될 수 있도록, 노즐(2300)이 상하방향을 축으로 회동될 수 있도록 구성될 수 있다. The
이를 위한 바람직한 예로서, 노즐 지지부(2310)는 챔버(2100) 옆에 나란히 설치된 베이스(2312)와, 상하방향을 축으로 회전 가능토록 베이스(2312)에 설치되어 노즐(2300)을 지지하는 회전 로드(2314)를 포함할 수 있다. 베이스(2312)는 웨이퍼 제조장치의 프레임에 고정된다. 회전 로드(2310)는 노즐(2300)이 전술한 제1포인트와 제2포인트 사이에서 회동될 수 있도록, 베이스(2312)가 상하방향으로 회전 가능토록 결합된 수직 로드(2314a)와, 수직 로드(2314a)의 상측 끝단부에 수평하게 설치되며 그 자유단에 노즐(2300)이 결합된 수평 로드(2314b)를 포함할 수 있다. 회전 로드(2310)는 베이스(2312)에 설치된 모터의 회전축에 일체로 회전토록 결합되어, 모터에 의해 회전될 수 있다. As a preferred example for this purpose, the
이젝터(2400)는 처리액(2210)의 안정적 공급,회수를 위해 특히 고속으로 유입,배출되는 압축공기에 의해 작용하는 진공방식 이젝터로 구성되는 것이 바람직하다.
이젝터(2400)는 노즐(2300)을 통한 처리액(2210)의 공급, 회수를 위해 노즐(2300)과 연결관(2320)을 통해 연결될 수 있다. 이젝터(2400)는 공급, 회수되는 처리액(2300)이 저장되는 탱크(2410)와 호스 등을 통해 연결될 수 있다. The
특히, 이젝터(2400)는 처리액(2210)의 공급과 회수 중 회수시에만 처리액(2210)의 압송을 위해 구성될 수 있다. 물론, 이젝터(2400)는 처리액(2210)의 공급시에만 구동되는 것으로 구성될 수도 있고, 처리액(2210)의 공급, 회수시 모두 구동되는 것으로 구성될 수 있다. 다만, 처리액(2210)의 공급은 가압 가스 공급부(2420)로부터 공급되는 가압 가스에 의한 압송방식으로 이루어지는 것이 보다 유리할 수 있다. 즉, 탱크(2410)는 가압 가스 공급부(2420)와 호스 등을 통해 연결됨으로써, 탱크(2410)에 가압 가스가 압입되면, 그 압입력에 의해 탱크(2410)의 처리액(2210)이 탱크(2410)로부터 배출되어 공급될 수 있다. 가압 가스는 처리액(2210)과 전혀 반응하지 않도록 처리액(2210)의 화학적 특성에 따라 선택될 수 있다. 예컨대, 가압 가스는 처리액(2210)이 니켈합금인 경우, 질소가스(N2)일 수 있다. In particular, the
아울러, 탱크(2410)와 가압 가스 공급부(2420)의 연결부분, 그리고 탱크(2410)와 이젝터(2400)의 연결부분에는 개폐를 위한 밸브가 구성된다. 즉, 밸브는 처리액(2210)의 공급시 탱크(2410)와 가압 가스 공급부(2420)를 연결시키고 탱크(2410)와 이젝터(2400) 사이를 차단시키며, 처리액(2210)의 회수시 탱크(2410)와 이젝터(2400)를 연결시키고 탱크(2410)와 가압 가스 공급부(2420) 사이를 차단시킬 수 있다.In addition, a valve for opening and closing is configured at a connection portion of the
한편, 처리액(2210)은 예컨대 웨이퍼(2200)의 비아홀에 절연층을 형성하기 위한 절연물질이며, 빛의 조사에 의해서 더욱 활발한 반응을 일으키는 물질이다.(조금 더 상세한 내용이 필요합니다.) On the other hand, the
또한, 처리액(2210)은 웨이퍼(2200)의 비아홀에 전도체를 채우기 위한 주 처리액(2210)은 물론, 주 처리액(2210)에 의한 처리공정 후 웨이퍼(2200)의 세정을 위해 후 처리액(2210)으로서 세정액이 있을 수 있다. 주 처리액(2210)과 후 처리액(2210)은 화학적 특성 등에 따라 별도의 처리액공급회수장치를 통해 공급, 회수될 수 있다.In addition, the
이하, 본 발명의 반도체 웨이퍼(2200)의 비아홀에 절연체를 채우기 위한 처리 공정을 위한 제조방법을 기술하면서, 전술한 절연층 형성모듈에 대한 동작을 함께 기술한다.Hereinafter, a description will be given of an operation of the above-described insulating layer forming module while describing a manufacturing method for a processing process for filling an insulator in a via hole of the
도 14는 본 발명의 절연층 형성 및 세정단계의 세부내용을 도시한 순서도이다.14 is a flowchart showing the details of the insulating layer formation and cleaning step of the present invention.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 절연층 형성 및 세정단계는 크게 웨이퍼(2200)의 비아홀에 절연체를 채워넣기 위한 주 처리액(2210)을 채워넣기 위한 비아홀 처리공정단계와, 그 다음의 후처리단계로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 14, the insulating layer forming and cleaning step according to the present invention includes a via hole processing step of filling a
비아홀 처리공정단계는 다음과 같이 이루어질 수 있다.The via hole treatment process step can be accomplished as follows.
먼저, 챔버(2100)가 위로 승강된 상태에서 웨이퍼 척(2110)에 웨이퍼(2200)를 로딩시킨 다음(S2010) 챔버(2100)를 하강시켜 웨이퍼(2200)를 둘러싸도록 한 후(S2020), 노즐(2300)을 통해 웨이퍼(2200)의 비아홀에 절연층을 코팅하기 위한 처리액(2210)를 웨이퍼(2200) 상에 공급하고(S2030), 램프(2500)에 전원을 인가하여 처리액(2210)에 빛을 조사한다(S2040). 그러면, 램프(2500)에 의해 처리액(2210)이 웨이퍼(2200)의 전체 면에 걸쳐 고르고 균일하게 보다 활성화되어 웨이퍼(2200)의 비아홀에 절연층이 형성될 수 있다.First, the
웨이퍼(2200)의 비아홀의 처리공정이 끝나면, 램프(2500)의 구동을 정지시키고(S2050), 다음과 같이 바로 후처리단계로 넘어간다.After the via hole treatment process of the
먼저, 노즐(2300)를 통해 챔버(2100)에 공급된 처리액(2210)을 챔버(2100) 밖으로 배출하여 회수한다(S2060). 처리액(2210)의 회수가 끝나면, 챔버(2100)를 승강시킨다. 그 다음, 노즐(2300)을 통해 웨이퍼(2200) 상에 세정액을 균일하게 도포한다(S2070). 그 다음, 웨이퍼를 회동시켜 세정액이 원심력에 의해 웨이퍼(2200)를 보다 깨끗하게 세정할 수 있다. 이때, 웨이퍼 척(2110)의 회전속도는 세정액에 의해 충분히 웨이퍼(2200)의 세정이 이루어질 수 있도록 저속으로 설정한다.First, the
웨이퍼(2200)의 세정이 끝나면, 노즐(2300)를 세정액을 챔버(2100) 밖으로 배출하여 회수한 후(S2080), 웨이퍼 척(2110)을 고속으로 회동시킨다(S2090). 그러면, 웨이퍼(2200) 상에 잔존하던 세정액이 원심력에 의해 웨이퍼(2200)로부터 비산하여 제거됨과 아울러 웨이퍼(2200)의 회전 바람에 의해 웨이퍼(2200)가 신속하게 건조될 수 있다.After the cleaning of the
웨이퍼(2200)로부터 비산된 세정액은 처리액 회수부(2170)를 통해 챔버(2100) 밖으로 배출될 수 있다. The cleaning liquid scattered from the
웨이퍼(2200)가 충분히 건조되고 나면, 웨이퍼(2200)의 회전을 멈춘다(S2100).After the
전술한 바와 같이 웨이퍼(2200)는 절연층 형성 및 세정, 건조 등의 후처리가 하나의 장비에 의해 연속적으로 이루어지고 나면, 챔버(2100)를 승강시키고 웨이퍼 척(2110)으로부터 언로딩한다(S2110).
As described above, after the post-treatment such as forming an insulating layer, cleaning, and drying is successively performed by a single device, the
도 15는 도6의 배리어층 형성모듈의 개념단면도이고, 도 16는 도 15의 'A'부분의 확대단면도이고, 도 17은 도 15의 진동자가 진동자 프레임에 설치된 예를 도시한 모식도이다.FIG. 15 is a conceptual cross-sectional view of the barrier layer forming module of FIG. 6, FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view of a portion 'A' of FIG. 15, and FIG. 17 is a schematic diagram illustrating an example in which the vibrator of FIG. 15 is installed in the vibrator frame.
참고로, 액티베이션 모듈(6000)은 배리어층 형성모듈(3000)과 사용되는 처리액의 종류만 상이하며, 모듈의 구성은 거의 동일하므로 액티베이션 모듈(6000)에 대한 자세한 설명은 생략한다.For reference, the activation module 6000 differs only in the type of the processing liquid used from the barrier
본 발명의 배리어층 형성모듈(3000)은 비아홀이 형성된 웨이퍼(3200)의 배면을 지지고정하는 웨이퍼 척(3110)과, 웨이퍼 척(3110)을 회동시키는 척 회동부(3120)와, 웨이퍼 척(3110)에 고정된 웨이퍼(3200)를 둘러싸는 챔버(3100)와, 챔버(3100)에 의해 둘러싸인 웨이퍼(3200) 상에 공급된 처리액(3210)을 진동시키는 진동자(3130)와, 웨이퍼 척(3110)의 회동시 비산되는 처리액(3210)을 회수하는 처리액 회수부(3170)와, 챔버(3100)에 의해 둘러싸인 웨이퍼(3200) 상에 공급된 처리액(3210)에 열을 전달하는 히터(3580)를 포함한다.The barrier
웨이퍼 척(3110)은 챔버(3100)의 하측면에 형성된 하측 홀에 회전 가능토록 설치됨과 아울러 챔버(3100)의 하측 홀을 복개할 수 있다. 웨이퍼 척(3110)은 진공압 등에 의해 웨이퍼(3200)를 안정적으로 고정할 수 있으며, 회동될 수 있도록 하측에 설치된 척 회동부(3120)의 구동축(3122)과 결합될 수 있다. 척 회동부(3120)는 모터(3124) 등이 될 수 있으며, 이때 모터(3124)는 회전 속도 조절이 가능토록 서보모터가 적용될 수 있다.The
진동자(3130)는 진동파를 발생시켜 처리액(3210)에 전달할 수 있다면 어떠한 방식이든 무방하며, 다만 웨이퍼(3200)의 비아홀에 배리어층을 채우기 위한 처리액(3210)의 활성화에 보다 유리하며 웨이퍼(3200)가 처리액(3210)의 진동으로 인한 간접 충격에 의해 손상되지 않도록 하기 위해, 압전(piezoelectric)효과에 의해 초음파를 발생시키는 압전소자 등이 바람직할 수 있다. 진동자의 압전소자 배열은 웨이퍼(3200) 형상(예컨대, 원판형 웨이퍼(3200) 등에 대응하여 균일하고 고르게 처리액(3210)에 진동이 발생할 수 있도록, 이러한 점을 고려하여 설계될 수 있다.The
특히, 진동자(3130)는 처리액(3210)을 사이에 두고 간접적으로 웨이퍼(3200)에 진동에 따른 충격을 줄 수 있도록 처리액(3210)의 수면에 접촉토록 설치될 수 있다. 다만, 진동자(3130)는 웨이퍼(3200)의 로딩(loading)/언로딩(unloading) 등을 방해하지 않도록, 챔버(3100)의 상측에 상하 승강 가능토록 설치된 진동자 프레임(3140)에 설치되는 것이 보다 바람직할 수 있다. 즉, 진동자(3130)는 진동자 프레임(3140)의 하측에 위치되며 진동자 프레임(3140)과 일체로 상하 승강될 수 있도록 진동자 프레임(3140)에 결합될 수 있다. 진동자 프레임(3140)의 상하 승강을 위한 승강장치(3150)는 랙, 피니언으로 구현되거나 실린더 등 다양한 형태로 엘리베이터 등과 같이 구현될 수 있다.In particular, the
또한, 진동자(3130)는 처리액(3210)의 활성화를 위한 진동효과를 보다 향상시키며 처리액(3210)에 균일하고 고르게 진동파를 전달할 수 있도록, 원형 웨이퍼(3200)에 대응하여 웨이퍼(3200)와 동심을 이루며 웨이퍼(3200)의 반경방향으로 긴 바(bar) 형상으로 형성되어 회전 가능토록 설치될 수 있다. 즉, 진동자(3130)의 회전축(3132)이 진동자 프레임(3140)에 상하방향을 축으로 회전 가능토록 결합될 수 있다. In addition, the
진동자(3130)를 회전시키는 구성(3160)은 진동자(3130)의 회전축(3132)과 결합되는 모터로 이루어질 수 있으며, 이 진동자(3130) 회전용 모터는 진동자(3130)를 회전시키면서 진동자(3130)의 회전 속도를 조절할 수 있도록 서보모터방식으로 구현될 수 있다.
도 18은 도 17의 진동자의 내부 구성을 도시한 평면도이다.18 is a plan view illustrating an internal configuration of the vibrator of FIG. 17.
도 18에 도시된 바와 같이, 진동자(3130)에 내부에는 복수의 진동 소자(3131)가 배치되며, 상기 진동 소자(3131)는 상기 진동자(3130)의 중심(C)에 대해서 비대칭적으로 배치된다. 진동 소자(3131)는 개별적으로 진동 가능하며, 전술한 바와 같이, 압전소자등이 사용될 수 있다. 비대칭적으로 배치함으로써, 진동자가 회전을 하게 되면, 도 16에 도시된 바와 같이, 웨이퍼의 전영역에 고르게 진동소자(3131)가 지나갈 수 있어, 고르게 진동을 가할 수 있다.As shown in FIG. 18, a plurality of
또한, 진동소자(3131)는 상기 진동자의 중심(C)에서 가까운 위치보다 먼곳에서 더 촘촘하게 배치된다. 이와 같이 함으로써, 웨이퍼의 전영역에 가해지는 진동밀도(시간당 진동양)이 균일하도록 할 수 있다.In addition, the vibrating
도 20 및 도21은 도 17의 진동자의 변형예를 도시한 것으로서, 도 20은 십자형으로 구현된 것이며, 도 21은 3개의 가지가 뻗은 형상으로 형성된다. 이와 같이, 진동자는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.20 and 21 illustrate a modified example of the vibrator of FIG. 17, and FIG. 20 is implemented in a cross shape, and FIG. 21 is formed in a shape in which three branches are extended. As such, the vibrator may be formed in various shapes.
본 발명은 웨이퍼 척(3110)의 회동시 비산되는 처리액(3210)을 회수하는 처리액 회수부(3170)를 더 포함할 수 있다. 처리액 회수부(3170)는, 내주의 일부가 원주방향으로 개구된 환형 튜브형상으로 형성되며, 웨이퍼 척(3110)의 외주를 감싸도록 형성된다. 또한, 처리액 회수부(3170)는 따라서, 웨이퍼 척(3110)이 회전하여, 웨이퍼(3200) 상에 잔존하는 처리액(3210)이 외부로 비산되는 것을 막아준다. 챔버(3100)에는 처리액 회수부(3170)로 액체가 배출될 수 있도록 배출구(미도시)가 형성된다.The present invention may further include a processing
처리액 회수부(3170)는 상측면이 웨이퍼 척(3110)에 의해 복개되며 하측면이 복개부(3175)에 의해 복개됨으로써, 복개부(3175) 및 웨이퍼 척(3110)과 함께 히터(3180)가 내장되는 내부공간을 형성할 수 있다. 복개부(3175)는 도시된 바와 같이 플레이트로 형성될 수 있으며, 필요에 따라 캡 구조, 돔 구조 등 다양하게 형성될 수 있다. The processing
히터(3180)는 웨이퍼 척(3110)을 통해 처리액(3210)으로 열을 전달하며, 열방출로 인한 열손실이 최소화될 수 있도록 처리액 회수부(3170)와 복개부(3175), 웨이퍼 척(3110)에 의해 형성된 내부공간에 설치될 수 있다. The
히터(3180)는 균일하게 고르게 열전달이 이루어질 수 있도록 웨이퍼(3200)에 대응하는 원판형으로 형성될 수 있다. 히터(3180)는 균일한 온도 분포를 위해, 각각 원판 또는 환형으로 형성된 동심원구조의 복수의 히터부재(3181, 3182, 3183)에 의해 원판형으로 이루어지며, 각각의 히터부재(3181, 3182, 3183)의 온도가 히터 온도 조절을 하는 히터 컨트롤러에 의해 독립 제어될 수 있다. 아울러, 각각의 히터부재(3181, 3182, 3183)는 원의 반경방향을 따라 균등 또는 차등적으로 분할될 수 있다. 각각의 히터부재(3181, 3182, 3183)는 동일한 소재로 형성될 수도 있고, 서로 상이한 소재로 형성될 수도 있다. The
처리액(3210)은 웨이퍼(3200)의 비아 홀에 배리어층 혹은 액티베이션층을 채우기 위한 공정 중 어느 공정에 해당되는지에 따라 결정될 수 있으며, 예컨대 웨이퍼(3200)의 비아홀에 절연층을 형성한 후 구리도금 등에 의해 전도체층을 형성하기 전 단계의 중간단계로서 니켈합금을 주 화학요소로 하거나, 접착제 역할을 할 수 있는 화학요소로 이루어질 수 있다.The
또한, 처리액(3210)은 웨이퍼(3200)의 비아홀에 전도체를 채우기 위한 주 처리액(3210)은 물론, 주 처리액에 의한 처리공정 후 웨이퍼(3200)의 세정을 위해 후 처리액으로서 세정액이 있을 수 있다. 주 처리액(3210)과 후 처리액은 화학적 특성 등에 따라 별도의 처리액공급회수장치를 통해 공급, 회수될 수 있다.In addition, the
이하, 본 발명의 반도체 웨이퍼(3200)의 비아홀에 전도체를 채우기 위한 처리 공정을 위한 제조방법을 기술하면서, 전술한 제조장치에 대한 동작을 함께 기술한다.Hereinafter, while describing the manufacturing method for the treatment process for filling the conductors in the via holes of the
도 23은 도 7의 배리어층 형성단계의 세부단계를 도시한 순서도이다.FIG. 23 is a flowchart illustrating detailed steps of the barrier layer forming step of FIG. 7.
도 23에 도시된 바와 같이, 배리어층 형성단계는 크게 웨이퍼(3200)의 비아홀에 전도체를 채워넣기 위한 복수 공정 중 일 공정으로서 주 처리액(3210)을 채워넣기 위한 비아홀 처리공정단계와, 그 다음의 후처리단계로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 23, the barrier layer forming step is one of a plurality of processes for filling a conductor in a via hole of a
비아홀 처리공정단계는 다음과 같이 이루어질 수 있다.The via hole treatment process step can be accomplished as follows.
먼저, 진동자 프레임(3140)이 챔버(3100) 위로 승강된 상태에서 웨이퍼 척(3110)에 웨이퍼(3200)를 로딩시킨 다음(S3010), 챔버(3140)를 하강시킨다(S3020). 다음, 챔버(3100) 내부에 주 처리액(3210)을 노즐 등을 통해 공급한다(S3030). 이때, 주 처리액(3210)은 활성화를 위해 일정 온도로 공급되며, 적어도 그 수면이 진동자(3130)에 닿도록 소정 수위 공급한다. First, in a state in which the
그 다음, 진동자 프레임(3140)을 하강시켜 진동자(3130)가 웨이퍼 척(3110) 상의 웨이퍼(3200)와 소정 간격을 유지토록 한다(S3040). Next, the
주 처리액(3210)이 챔버(3100)에 채워지고 나면, 진동자(3130)를 초음파 발생시키도록 구동함과 아울러, 진동자(3130)를 회전시킨다(S3050). 그러면, 진동자(3130)에 의해 주 처리액(3210)이 보다 활성화되어 웨이퍼(3200)의 비아홀에 처리액(3210)이 용이하게 빈틈없이 충분히 채워질 수 있으며, 아울러 처리액(3210)의 진동에 따른 간접 충격에 의해 웨이퍼(3200)의 비아홀 등에 존재하던 기포가 제거됨으로써 웨이퍼(3200)가 전체적으로 균일하고 고르게 불량없이 처리될 수 있다. 아울러, 처리액(3210)의 활성화 저하 방지를 위해 처리액(3210)의 공급시 온도를 유지토록, 히터(3180)를 가동하여 히터(3180)의 열을 웨이퍼 척(3110)을 통해 처리액(3210)에 전달한다.After the
한편, 주 처리액(3210)의 공급은 진동자 프레임(3140)의 하강 전에 이루어지거나, 진동자 프레임(3140) 하강 후 진동자 프레임(3140)을 통해 또는 진동자 프레임(3140)과 챔버(3100) 사이 공간을 통해 이루어질 수도 있다. On the other hand, the supply of the
웨이퍼(3200)의 처리공정이 끝나면 진동자(3130)의 구동 및 회전을 멈춤과 아울러 히터(3180)를 정지시키고(S3060), 진동자 프레임(3140)을 상승시킨(S3070) 후, 다음과 같이 바로 후처리단계로 넘어간다.After the processing of the
먼저, 노즐 등을 통해 챔버(3100)에 공급된 주 처리액(3210)을 챔버(3100) 밖으로 배출하여 회수한다(S3080). 이때, 주 처리액(3210)의 회수는 전술한 바와 같이, 진동자 프레임(3140)이 승강 후 이루어지는 것이 바람직하나, 진동자 프레임(3140)이 하강된 상태에서 이루어질 수도 있다.First, the
주 처리액(3210)의 회수가 끝나면, 챔버(3100)를 상승한다.(S3090)After the recovery of the
그 다음, 웨이퍼 척(3110)을 회동시키거나, 정지된 상태에서 웨이퍼(3200) 상에 세정액을 도포한다(S3100). 그러면, 웨이퍼(3200)의 회전에 의해 세정액이 균일하고 고르게 웨이퍼(3200) 상에 도포될 수 있으며, 세정액이 원심력에 의해 웨이퍼(3200)를 보다 깨끗하게 세정할 수 있다. 이때, 웨이퍼 척(3110)의 회전속도는 세정액에 의해 충분히 웨이퍼(3200)의 세정이 이루어질 수 있도록 저속으로 설정한다.Next, the
웨이퍼(3200)의 세정이 끝나면, 노즐 등을 통해 세정액을 챔버(3100) 밖으로 배출하여 회수한 후(S3110), 웨이퍼 척(3110)을 고속으로 회동시킨다(S3120). 그러면, 웨이퍼(3200) 상에 잔존하던 세정액이 원심력에 의해 웨이퍼(3200)로부터 비산하여 제거됨과 아울러 웨이퍼(3200)의 회전 바람에 의해 웨이퍼(3200)가 신속하게 건조될 수 있다.After the cleaning of the
웨이퍼(3200)로부터 비산된 세정액은 액체회수부를 통해 챔버(3100) 밖으로 배출될 수 있다. The cleaning liquid scattered from the
웨이퍼(3200)가 충분히 건조되고 나면, 웨이퍼(3200)의 회전을 멈춘다(S3130).After the
전술한 바와 같이 웨이퍼(3200)는 비아홀 처리공정 및 세정, 건조 등의 후처리가 하나의 장비에 의해 연속적으로 이루어지고 나면, 웨이퍼 척(3110)으로부터 언로딩한다(S3110).
As described above, the
도 24는 도 6의 전도체층 형성모듈의 개념단면도(캡 승강상태)이고, 도 25는 도 24의 캡 하강 상태 도면이고, 도 26은 도 25의 일부 확대도이고, 도 27는 도 26의 A-A선에 따른 단면도이고, 도 28은 도 24의 제2전극 및 캡의 사시도이다.24 is a conceptual cross-sectional view (cap lifted state) of the conductor layer forming module of FIG. 6, FIG. 25 is a view of the cap lowered state of FIG. 24, FIG. 26 is an enlarged view of a portion of FIG. 25, and FIG. 27 is AA of FIG. 26. 28 is a cross-sectional view along a line, and FIG. 28 is a perspective view of the second electrode and the cap of FIG. 24.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전도체층 형성모듈은 비아홀이 형성된 웨이퍼(4100)의 배면을 지지고정하는 웨이퍼 척(4200)과, 웨이퍼 척(4200)을 회동시키는 척 회동부(4210)와, 웨이퍼 척(4200)에 고정된 웨이퍼(4100)를 둘러싸는 캡(4300)과, 공급된 처리액(4110)이 전자기적 상호작용에 의해 활성화되어 웨이퍼(4100)에 도금될 수 있도록 웨이퍼(4100)를 사이에 두고 상하 대향 설치되는 제1전극 및 제2전극(4400)을 포함한다.As shown in these figures, the conductor layer forming module of the present invention includes a
웨이퍼 척(4200)은 하측 중앙에 척 회동부(4210)의 구동축(4212)이 일체로 결합되어 회전력을 전달받아 회동될 수 있다. 척 회동부(4210)는 모터(4214) 등이 될 수 있으며, 이때 모터는 회전 속도 조절이 가능토록 서보모터가 적용될 수 있다. 한편, 웨이퍼 척(4200)은 척 승강장치(4217)에 의해 상하 승강될 수 있다. 척 승강장치는 공압실린더, 솔레노이드 등으로 다양하게 구현될 수 있으며 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.The
캡(4300)은 웨이퍼 척(4200)에 웨이퍼(4100)가 로딩,언로딩(loading, unloading)될 수 있도록, 캡 승강장치(4350)에 의해 웨이퍼 척(4200) 상측에서 상하 승강 가능토록 설치될 수 있으며, 캡 승강장치(4350)는 랙, 피니언으로 구현되거나, 실린더 등 다양한 형태로 구현될 수 있으며 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.The
캡(4300)은 전체적으로 돔(dome) 구조로 형성되며, 웨이퍼(4100) 상에 공급되는 처리액(4110)이 저수되고 저수된 처리액(4110)이 오버플로우(overflow)되어 배출될 수 있도록 형성된 하부 캡(4310)과, 하부 캡(4310)의 상측에 구비된 상부 캡(4320)을 포함할 수 있다.The
하부 캡(4310)은 웨이퍼 척(4200)에 고정된 웨이퍼(4100)의 외주를 둘러싸며 처리액(4110)이 저수되는 저수부(4310a)와, 저수부(4310a)의 외주를 둘러싸며 저수부(4310a)에서 오버플로우된 처리액(4110)을 배출시키는 배수부(4310b)를 포함할 수 있다. 즉, 하부 캡(4310)은 저수부(4310a)를 형성하며 처리액(4110)이 오버플로우될 수 있도록 형성된 내측챔버(4312)와, 내측챔버(4312)의 외주를 둘러싸며 내측챔버(4312)와의 사이에 오버플로우된 처리액(4110)이 회수되는 회수공간인 배수부(4310b)를 형성하며 배수부의 일측에 배출구(4314a)가 형성된 외측챔버(4314)를 포함할 수 있다.The
내측챔버(4312)는 처리액(4110)이 저수부(4310a)에서 배수부(4310b)로 오버플로우될 수 있도록 상측부(즉, 내측챔버(4312)의 상하 중간 위치보다 더 높은 위치)에 내측챔버(4312)를 관통하여 외측챔버(4314)의 회수공간과 연결되는 회수홀(4312a)이 형성될 수 있다. 회수홀(4312a)은 처리액(4110)이 유동 저항없이 용이하게 오버플로우될 수 있도록 그 관통방향을 따라 점진적으로 또는 계단구조처럼 단계적으로 외측챔버(4314) 측 크기가 내측챔버(4312) 측 크기보다 크게 형성될 수 있다. 또한, 내측챔버(4312)는 과잉 공급된 처리액(4110)이 원활하게 저수부(4310a)에서 배수부(4310b)로 오버플로우될 수 있도록 외측챔버(4314)보다 높이가 낮은 환형으로 형성될 수 있다. 이때, 내측챔버(4312)의 상측단(4312b)은 오버플로우 처리액(4110)이 보다 용이하게 내측챔버(4312)의 상측단(4312b)을 타고 저수부(4310a)에서 배수부(4310b)로 타고 넘어갈 수 있도록 상측으로 갈수록 뾰족하되, 내측면이 상하 수직하고 외측면이 경사지게 형성될 수 있다. 또한, 내측챔버(4312)의 상측단(4312b)은 처리액(4110)이 내측챔버(4312)의 둘레방향을 따라 길 들여진 부분으로만 한정되지 않고 균일하고 고르게 타고 넘어갈 수 있도록, 내측단의 둘레방향(즉, 원의 원주방향)을 따라 요철이 반복되는 톱니형으로 형성될 수 있다. 또한, 내측챔버(4312)는 회수홀(4312a)보다 낮은 위치의 하측부, 바람직하게는 내측챔버(4312)의 하단에 근접한 위치에 외측챔버(4314)의 회수공간과 연결된 드레인 홀(4312c)이 더 형성될 수 있으며, 이에 따라 웨이퍼(4100)의 처리공정진행이 끝난 후 저수부(4310a)의 처리액(4110)이 저수위로 낮아진 경우에도 드레인 홀(4312c)을 통해 배수부(4310b)로 용이하게 배출될 수 있다. 내측챔버(4312)의 드레인 홀(4312c)은 처리액(4110)을 저수부(4310a)에서 배수부(4310b)로 용이하게 안내할 수 있도록 내측챔버(4312)에서 외측챔버(4314)를 향해 하향 경사지게 형성될 수 있다. 외측챔버(4314)는 하면이 개방된 내부공간을 갖는 돔형으로 형성될 수 있다.The
또한, 하부 캡(4310)은 공급된 처리액(4110)이 내측챔버(4312)에서 충분히 정체된 후 배출될 수 있도록, 환형의 스커트(skirt)(4316)를 더 포함할 수 있다. 스커트(4316)는 내측챔버(4312)에 의해 둘러싸이도록 내측챔버(4312)의 내부에 구성되며, 내측챔버(4312)와의 사이에 처리액(4110)이 오버플로우될 수 있는 공간이 확보될 수 있도록 원의 반경방향을 따라 내측챔버(4312)와 소정의 거리를 두도록 구성될 수 있다. 또한, 스커트(4316)는 처리액(4110)이 외측챔버(4314)로 오버플로우될 수 있도록 내측챔버(4312)의 하단보다 위에 위치되고 스커트(4316)의 상단이 내측챔버(4312)의 상단보다 높게 위치되도록 설치될 수 있다. 스커트(4316)는 외측챔버(4314)에 의해 지지될 수 있도록 스커트(4316)의 상단이 외측챔버(4314)에 연결될 수 있다.In addition, the
한편, 캡(4300)에는 처리액(4110)의 공급, 회수를 위해 처리액(4110)을 안내하는 노즐(4360)이 설치될 수 있다. 노즐(4360)은 상부캡(4300)의 내부에 설치된 노즐승강장치에 의해 승강 가능토록 설치될 수 있으며, 노즐(4360) 승강장치는 랙, 피니언으로 구현되거나, 실린더 등 다양한 형태로 구현될 수 있으며 이에 대한 자세한 설명은 생략한다. 노즐(4360)은 특히 공급된 처리액(4110)의 회수를 위해 진공이젝터와 연결될 수 있다.On the other hand, the
제1전극은 웨이퍼에 전기를 가하도록 설치되며, 본 발명의 실시예와 같이, 웨이퍼 척(4200)에 설치되며 웨이퍼(4100) 형상에 대응하여 원판형으로 형성될 수 있고, 양극과 음극 중 음극으로 이루어질 수 있다. The first electrode is installed to apply electricity to the wafer, as in the embodiment of the present invention, is installed on the
제2전극(4400)은 제1전극과 반대극 즉 양극으로 이루어질 수 있다. 제2전극(4400)은 제1전극과 상하 대향 설치될 수 있도록 웨이퍼 척(4200)의 상측에 구성되는데, 캡(4300)에 의해 지지될 수 있도록 외측챔버(4314)에 설치될 수 있다. The
특히, 제2전극(4400)은 웨이퍼(4100)에 대응토록 환형 스커트(4316)에 의해 둘러싸도록 설치될 수 있다.In particular, the
또한, 제2전극(4400)은 웨이퍼(4100) 상에 공급된 처리액(4110)을 교반시킬 수 있도록 캡(4300)에 상하방향을 중심으로 회전 가능토록 설치될 수 있다. 즉, 캡(4300), 특히 상부캡(4300)의 내부에는 제2전극(4400)을 회전시키기 위한 제2전극용 모터(4410)가 설치되며, 제2전극(4400)은 제2전극용 모터(4410)의 회전축(4412)에 일체로 회전되도록 결합될 수 있다. 또한, 제2전극(4400)은 상부캡(4300)의 내부에 설치된 전극 승강장치(4420)에 의해 승강 가능토록 설치될 수 있으며, 전극 승강장치(4420)는 랙, 피니언으로 구현되거나, 실린더 등 다양한 형태로 구현될 수 있으며 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.In addition, the
또한, 제2전극(4400)은 처리액(4110)을 용이하게 교반시킬 수 있도록 회전원주방향을 따라 배치된 복수의 제2전극날개부재(4402)로 이루어질 수 있다. 복수의 제2전극날개부재(4402)는 처리액(4110)의 교반 및 제1전극과 제2전극(4400)의 상호 작용이 고르고 균등하게 이루어질 수 있도록, 균등 배치될 수 있다. 각 제2전극날개부재(4402)는 제1전극과의 상호 작용을 위해 제1전극과 평행할 수 있도록 평판으로 형성될 수 있다. 또한, 각 제2전극날개부재(4402)는 회전반경방향을 따라 제1전극과 제2전극(4400)의 상호 작용이 균일하도록 회전중심 측과 회전외주단 측 회전율을 동일하게 하기 위해 제2전극(4400)의 회전중심으로부터 멀어지는 방향으로 확장 형성될 수 있으며, 바람직하게는 부채꼴 형상으로 형성될 수 있다.In addition, the
아울러, 본 발명은 웨이퍼 척(4200)의 회동시 웨이퍼(4100) 상에 잔존하여 비산되는 처리액(4110)을 회수하고 캡(4300)의 배출구(4314a)로 배출되는 처리액(4110)을 회수할 수 있도록, 웨이퍼 척(4200)의 외주를 감싸도록 형성되고 캡(4300)이 삽입 가능토록 형성된 통 구조의 처리액 회수부(4250)를 더 포함할 수 있다. In addition, the present invention recovers the
한편, 처리액(4110)은 웨이퍼(4100)의 비아 홀에 전도체를 채우기 위한 공정으로서, 예컨대 웨이퍼(4100))의 비아홀에 절연층 등의 형성 후 구리도금 등에 의해 전도체층을 형성하기 위한 화학요소로 이루어질 수 있다. 또한, 처리액(4110)은 웨이퍼(4100)의 비아홀에 전도체를 채우기 위한 주 처리액(4110)은 물론, 주 처리액(4110)에 의한 처리공정 후 웨이퍼(4100)의 세정을 위해 후 처리액(4110)으로서 세정액이 있을 수 있다. On the other hand, the
이하, 본 발명의 반도체 웨이퍼(4100)의 비아홀에 전도체를 채우기 위한 처리 공정을 위한 제조방법을 도 29를 참조하여 기술하면서, 도 24 내지 도 28을 참조하여 전술한 전도체층 형성모듈에 대한 동작을 함께 기술한다.Hereinafter, a manufacturing method for a processing process for filling a conductor in a via hole of the
본 발명에 따른 전도체층 형성하는 단계(700)는 크게 웨이퍼(4100)의 비아홀에 전도체를 채워넣기 위한 복수 공정 중 일 공정으로서 주 처리액(4110)을 채워넣기 위한 비아홀 처리공정단계와, 그 다음의 후처리단계로 이루어질 수 있다.The step 700 of forming a conductor layer according to the present invention is one of a plurality of processes for filling a conductor into a via hole of a
비아홀 처리공정단계는 다음과 같이 이루어질 수 있다.The via hole treatment process step can be accomplished as follows.
먼저, 캡(4300)이 위로 승강된 상태에서 웨이퍼 척(4200)에 웨이퍼(4100)를 로딩시킨 다음(S4010), 캡(4300)을 하강시켜 웨이퍼(4100)를 둘러싸도록 한다.(S4020) First, the
그리고, 웨이퍼(4100)의 비아홀에 전도체층을 도금시키기 위한 처리액(4110)을 캡(4300)에 의해 둘러싸인 웨이퍼(4100) 상에 공급한다(S4030). 이때, 처리액(4110)의 공급 초기에는 처리액(4110)이 저수부(4310a)에 일정수위까지 채워지고, 이후 외측챔버(4314)를 통해 오버플로우 배출된다. 따라서, 처리액(4110)이 캡(4300)의 저수부(4310a)에 충분히 정체된 후 배출될 수 있기 때문에 웨이퍼(4100)의 비하홀에 전도체층이 안정적으로 형성될 수 있다.Then, the
이와 아울러, 제1전극과 제2전극(4400)에 각각 전원을 연결시켜 구동시킴과 아울러 제2전극(4400)을 회전시킨다(S4040). 그러면, 제1전극과 제2전극(4400)의 상호 작용 및 처리액(4110)의 교반에 의해 웨이퍼(4100)의 전체 면에 걸쳐 고르고 균일하게 전도체층이 도금, 형성될 수 있다.In addition, the first electrode and the
웨이퍼(4100)의 비아홀의 처리공정이 끝나면, 제1전극과 제2전극(4400)의 전원 인가를 중단하고 제2전극(4400)의 회전을 정지시키며(S4050), 노즐(4360)을 통해 공급된 처리액(4110)을 회수한하고(S4060) 캡(4300)을 승강시킨 후(S4070), 다음과 같이 바로 후처리단계로 넘어간다.When the via hole processing process of the
먼저, 웨이퍼 척(4200)을 회동시키면서 웨이퍼(4100) 상에 세정액을 도포한다(S4080). 그러면, 웨이퍼(4100)의 회전에 의해 세정액이 균일하고 고르게 웨이퍼(4100) 상에 도포될 수 있으며, 세정액이 원심력에 의해 웨이퍼(4100)를 보다 깨끗하게 세정할 수 있다. 이때, 웨이퍼 척(4200)의 회전속도는 세정액에 의해 충분히 웨이퍼(4100)의 세정이 이루어질 수 있도록 저속으로 설정한다. First, the cleaning liquid is applied onto the
다음, 세정액의 공급을 중단하고 웨이퍼 척(4200)을 고속으로 회동시킨다(S4090). 그러면, 웨이퍼(4100) 상에 잔존하던 세정액이 원심력에 의해 웨이퍼(4100)로부터 비산하여 제거됨과 아울러 웨이퍼(4100)의 회전 바람에 의해 웨이퍼(4100)가 신속하게 건조될 수 있다.Next, the supply of the cleaning liquid is stopped and the
웨이퍼(4100)로부터 비산된 세정액은 처리액 회수부(4250)에 회수된 후 배출될 수 있다. The cleaning liquid scattered from the
웨이퍼(4100)가 충분히 건조되고 나면, 웨이퍼(4100)의 회전을 멈춘다(S4100).After the
전술한 바와 같이 웨이퍼(4100)는 비아홀 처리공정 및 세정, 건조 등의 후처리가 하나의 장비에 의해 연속적으로 이루어지고 나면, 웨이퍼 척(4200)으로부터 언로딩한다(S4110).
As described above, the
도 30 내지 도 35 도 6의 어닐링 모듈의 공정 순서에 따른 개념 평면도이고, 도 36 내지 도 38은 도 6의 어닐링 모듈의 공정 순서에 따른 개념 측면도이다.30 to 35 are conceptual plan views according to the process sequence of the annealing module of FIG. 6, and FIGS. 36 to 38 are conceptual side views according to the process sequence of the annealing module of FIG. 6.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 반도체 웨이퍼(10)의 어닐링장치는 챔버(5100)와, 챔버(5100) 내부 일측에 웨이퍼(5010)의 배면을 지지고정할 수 있도록 설치되어 웨이퍼(5010)가 로딩, 언로딩되는 제1웨이퍼 척(5110)과, 챔버(5100) 내부 타측에 웨이퍼(5010)의 배면을 지지고정할 수 있도록 설치된 제2웨이퍼 척(5120)과, 제1웨이퍼 척(5110)과 제2웨이퍼 척(5120) 사이에서 웨이퍼(5010)를 이송하는 트랜스퍼(5130)와, 제1웨이퍼 척(5110)에 고정지지된 웨이퍼(5010)을 냉각할 수 있도록 제 2 웨이퍼 척(5120)에 설치된 쿨러(5190); 및 제2웨이퍼 척(5120)에 고정지지된 웨이퍼(5010)를 가열할 수 있도록 제2웨이퍼 척(5120)에 설치된 히터(5140)를 포함할 수 있다.As shown in these drawings, the annealing apparatus of the
챔버(5100)는 어닐링 공정이 이루어지는 내부공간을 갖도록 형성되는데, 특히 어닐링 공정이 외부와 차단된 상태에서 안정적으로 이루어질 수 있도록 이루어질 수 있다. The
챔버(5100)의 내부에는 제1웨이퍼 척(5110) 측 저온 분위기와 제2웨이퍼 척(5120) 측의 히터(5140)에 의한 고온 분위기가 차단될 수 있도록, 제1웨이퍼 척(5110)과 제2웨이퍼 척(5120) 사이에 챔버(5100)의 바닥으로부터 제1,제2웨이퍼 척(5120)보다 높이 돌출된 돌출벽(5102)이 구비될 수 있다. 돌출벽(5102)은 돌출벽(5102)에 의한 열전도가 방지될 수 있도록 열전도성이 낮은 소재로 형성될 수 있다. 돌출벽(5102)은 제1웨이퍼 척(5110)과 제2웨이퍼 척(5120) 사이에서 다중으로 열차단을 할 수 있도록 복수 구성될 수 있다.The
제1웨이퍼 척(5110)은 상면에 웨이퍼(5010)의 배면이 맞닿는 베이스(5112)를 포함할 수 있다. 제1웨이퍼 척(5110)의 베이스(5112)는 웨이퍼(5010)를 안정적으로 지지하기 위해 챔버(5100)의 바닥으로부터 소정 높이 돌출되도록 설치되며 웨이퍼(5010)에 대응하여 형성될 수 있다. 즉, 제1웨이퍼 척(5110)의 베이스(5112)는 원형 웨이퍼(5010)에 대응하여 원통형으로 형성될 수 있다. 또한, 제1웨이퍼 척(5110)은 챔버(5100)의 바닥에 설치되어 제1웨이퍼 척(5110)의 베이스(5112)를 받치는 플레이트(5114)를 더 포함할 수 있다. 제1웨이퍼 척(5110)의 플레이트(5114)는 제1웨이퍼 척(5110)의 베이스(5112)보다 더 큰 직경의 원판으로 이루어질 수 있다.The
제2웨이퍼 척(5120) 또한 제1웨이퍼 척(5110)과 동일하게 베이스(5122) 및 플레이트(5124)로 이루어질 수 있다. 제2웨이퍼 척(5120)의 베이스(5122)는 히터(5140)에 의한 열전달이 용이토록 열전도율이 좋은 소재로 형성될 수 있다.The
한편, 제1웨이퍼 척(5110)의 베이스(5112) 상에는 웨이퍼(5010) 척의 로딩, 언로딩 단계에서 웨이퍼(510)의 배면을 받칠 수 있도록 복수의 핀(5150)이 구성되며, 복수의 핀(5150)은 제1웨이퍼 척(5110)의 베이스(5112)에 상하방향으로 형성된 핀 홀(5112a)을 따라 핀 승강장치에 의해 승강 가능토록 설치될 수 있다. 핀 승강장치는 솔레노이드, 실린더 등으로 구현될 수 있다.On the other hand, on the
트랜스퍼(5130)는 웨이퍼(5010)의 외주를 둘러싸는 본체부(5132)와, 웨이퍼(5010)의 배면을 지지토록 본체부(5132)로부터 돌출된 복수의 받침부(5134)를 포함할 수 있다. 트랜스퍼(5130)는 특히 웨이퍼(5010)의 배면이 제1웨이퍼 척(5110)의 베이스(5112) 및 제2웨이퍼 척(5120)의 베이스(5122) 상면에 닿을 수 있도록, 본체부(5132)가 제1웨이퍼 척(5110)의 베이스(5112) 및 제2웨이퍼 척(5120)의 베이스(5122)의 외주를 둘러쌀 수 있는 아치형으로 형성되며, 복수의 받침부(5134)가 제1웨이퍼 척(5110)의 베이스(5112) 및 제2웨이퍼 척(5120)의 베이스(5122)의 상면 외주단에 형성된 홈(5112b)에 상하 삽입 가능토록 형성될 수 있다. 복수의 받침부(5134)는 웨이퍼(5010)가 본체부(5132) 사이에 끼워질 수 있도록, 본체부(5132)의 하측부에 구성되며 본체부(5132)보다 얇은 플레이트로 형성될 수 있다.The
또한, 트랜스퍼(5130)는 트랜스퍼 회동장치에 의해 제1웨이퍼 척(5110)과 제2웨이퍼 척(5120) 사이에서 회동되어 웨이퍼(5010)를 이송토록, 챔버(5100)에 상하방향을 축으로 회전 가능토록 설치되며 본체부(5132)와 연결된 회전부(5136)를 더 포함할 수 있다. 트랜스퍼 회동장치는 트랜스퍼(5130)의 회전부(5136)와 연결되어 회전시키는 모터, 실린더 등으로 구현될 수 있다. In addition, the
또한, 트랜스퍼(5130)가 챔버(5100)의 돌출벽(5102) 상측을 통해 웨이퍼(5010)를 이송할 수 있도록 트랜스퍼(5130)를 승강시키는 트랜스퍼 승강장치를 더 포함할 수 있다. 트랜스퍼 승강장치는 솔레노이드, 실린더, 모터 등으로 구현될 수 있다.In addition, the
한편, 본 발명은 챔버(5100)를 냉각하는 챔버(5100) 냉각장치를 더 포함할 수 있다. 챔버(5100) 냉각장치는 챔버(5100) 냉각을 실현할 수 있다면 어떠한 것이든 무방하며, 예컨대 챔버(5100)의 벽체 속에 챔버(5100)의 내부공간을 둘러싸도록 설치되며 냉각수가 흐르는 냉각수 라인(5160) 및 냉각수 라인(5160)을 따라 냉각수가 순환될 수 있도록 냉각수 라인(5160)에 연결된 펌프 등으로 이루어질 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.Meanwhile, the present invention may further include a
또한, 본 발명은 안정적인 어닐링 공정을 위해 챔버(5100) 내를 진공상태로 형성하는 챔버진공장치를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 챔버진공장치는 챔버(5100)의 일측에 형성된 포트(5100a)에 연결된 진공펌프 등으로 이루어질 수 있으며, 공정에 따라 가변적으로 동작가능하도록 고진공에서 저진공까지 작동이 가능하다. In addition, the present invention may further include a chamber dust mill for forming a vacuum in the
히터(5140)는 제2웨이퍼 척(5120)의 베이스(5122)의 내부 또는 하측에 설치될 수 있으며, 열선 등으로 이루어질 수 있다.The
쿨러(5190)는 제1웨이퍼 척(5110)의 베이스의 내부 또는 하측에 설치될 수 있으며, 공랭 수냉 모두 가능하다.The cooler 5190 may be installed inside or below the base of the
이하, 본 발명의 어닐링모듈에 의한 어닐링 공정을 기술한다.Hereinafter, an annealing process by the annealing module of the present invention will be described.
먼저, 웨이퍼(5010)의 로딩단계가 진행된다. 즉, 제1웨이퍼 척(5110)의 베이스(5112) 상에 복수의 핀(5150)이 돌출되고 트랜스퍼(5130)가 제1웨이퍼 척(5110)에 하강된 상태에서 도 30에 도시된 바와 같이 로봇 등으로 형성된 모듈간 이송장치(7000)에 의해 챔버(5100) 내부로 웨이퍼(5010)가 이송되어, 도31 및 도 36에 도시된 바와 같이 제1웨이퍼 척(5110) 상의 복수의 핀(5150) 위에 올려진다. 이후, 도 37에 도시된 바와 같이 핀 승강장치에 의해 복수의 핀(5150)이 하강하면 제1웨이퍼 척(5110)의 베이스(5112)의 상면에 웨이퍼(5010)의 배면이 닿게 된다. First, the loading step of the
제1웨이퍼 척(5110)에 웨이퍼(5010)가 로딩된 후 제1웨이퍼(5010) 측 저온 분위기에 의해 충분히 안정된 후, 도 38에 도시된 바와 같이 트랜스퍼(5130)의 복수의 받침부(5134) 상에 웨이퍼(5010)가 올려진 상태로 트랜스퍼 승강장치에 의해 트랜스퍼(5130)가 돌출벽(5102)보다 더 높게 승강하며, 트랜스퍼(5130) 승강 후 도 32에 도시된 바와 같이 트랜스퍼 회동장치에 의해 트랜스퍼(5130)가 제1웨이퍼 척(5110)에서 제2웨이퍼 척(5120)으로 회동한 다음 트랜스퍼 승강장치에 의해 제2웨이퍼 척(5120)을 향해 하강하여, 도 33에 도시된 바와 같이 웨이퍼(5010)가 제2웨이퍼 척(5120)의 베이스(5122) 상에 올려진다. 이처럼 웨이퍼(5010)가 바로 제2웨이퍼 척(5120)에 로딩되지 않고, 웨이퍼(5010)가 제1웨이퍼 척(5110)에서 대기하면서 안정된 후 제1웨이퍼 척(5110)으로부터 제2웨이퍼 척(5120)으로 이송될 수 있다. 따라서, 웨이퍼(5010)가 챔버(5100) 내 안정된 분위기 속에서 제2웨이퍼 척(5120)으로 이송됨에 따라 웨이퍼(5010)의 이송 단계에서의 불균일한 온도 변화가 방지될 수 있어, 제2웨이퍼 척(5120)에 올려진 웨이퍼(5010)는 히터(5140)에 의해 균일하고 고르게 어닐링 공정이 진행될 수 있다. 이때, 챔버진공장치에 의해 챔버(5100) 내는 진공상태로 유지될 수 있다.After the
어닐링 공정 후에는, 트랜스퍼(5130)가 제2웨이퍼 척(5120)으로부터 웨이퍼(5010)를 들어올리면서 제2웨이퍼 척(5120)으로 승강한 후, 도 34에 도시된 바와 같이 제1웨이퍼 척(5110)으로 회동하고 제1웨이퍼 척(5110)을 향해 하강한다. 그러면, 웨이퍼(5010)가 다시 제1웨이퍼 척(5110) 상에 올려져서 제1웨이퍼 척(5110) 측의 저온 분위기에서 냉각되며, 이후 복수의 핀(5150)의 승강에 의해 제1웨이퍼 척(5110)의 상측으로 승강된 후, 도 35에 도시된 바와 같이 로봇에 의해 챔버(5100)로부터 언로딩된다. 따라서, 어닐링 단계 후, 웨이퍼(5010)가 충분히 안정된 후 언로딩될 수 있다.After the annealing process, the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.
1: 웨이퍼 1100: (기포제거모듈) 웨이퍼 척
1200: (기포제거모듈) 척 회동부 1700: (기포제거모듈) 액체 주입장치
1301: (기포제거모듈)챔버 1300: (기포제거모듈) 챔버밀폐장치
1400: (기포제거모듈)챔버진공장치 1302: (기포제거모듈)기체 주입구
1500: (기포제거모듈)액체 회수부 1600: (기포제거모듈)승강장치
1101: (기포제거모듈)웨이퍼 파지용
1110: (기포제거모듈)척용 진공장치
1120: (기포제거모듈)진공장치 전환부
1142: (기포제거모듈)척 밀폐부
1310: (기포제거모듈)밀폐 캡 1304: (기포제거모듈)확산판
2100: (절연층형성모듈)챔버 2110: (절연층형성모듈)웨이퍼 척
2120: (절연층형성모듈)척 구동부
2170: (절연층형성모듈)처리액 회수부
2300: (절연층형성모듈)노즐
2310: (절연층형성모듈)노즐 지지부
2400: (절연층형성모듈)이젝터
2410: (절연층형성모듈)탱크
2420: (절연층형성모듈)가압 가스 공급부
2500: (절연층형성모듈)램프
3100; (배리어층 형성모듈)챔버
3110; (배리어층 형성모듈)웨이퍼 척
3120; (배리어층 형성모듈)척 구동부
3130; (배리어층 형성모듈)진동자
3140; (배리어층 형성모듈)진동자 프레임
3150; (배리어층 형성모듈)승강장치
3170; (배리어층 형성모듈)처리액 회수부
3200; (배리어층 형성모듈)웨이퍼
3180: (배리어층 형성모듈)히터
4100; (전도체층 형성모듈)웨이퍼
4110; (전도체층 형성모듈)처리액
4200; (전도체층 형성모듈)웨이퍼 척
4210; (전도체층 형성모듈)척 회동부
4250; (전도체층 형성모듈)처리액 회수부
4300; (전도체층 형성모듈)캡
4310; (전도체층 형성모듈)하부 캡
4312; (전도체층 형성모듈)내측챔버
4314; (전도체층 형성모듈)외측챔버
4320; (전도체층 형성모듈)상부 캡
4400; (전도체층 형성모듈)제2전극
5100; (어닐링모듈)챔버
5110; (어닐링모듈)제1웨이퍼 척
5120; (어닐링모듈)제2웨이퍼 척
5130; (어닐링모듈)트랜스퍼
5140; (어닐링모듈)히터
5150; (어닐링모듈)핀
5160; (어닐링모듈)냉각수 라인1: wafer 1100: (bubble removing module) wafer chuck
1200: (bubble removing module) Chuck rotating part 1700: (bubble removing module) liquid injection device
1301: (bubble removing module) chamber 1300: (bubble removing module) chamber sealing device
1400: (bubble removing module) chamber vacuum device 1302: (bubble removing module) gas inlet
1500: (bubble removing module) liquid recovery unit 1600: (bubble removing module) lifting device
1101: (bubble removal module) for holding wafer
1110: (bubble removal module) chuck vacuum device
1120: (bubble removing module) vacuum device switching unit
1142: (bubble removal module) Chuck seal
1310: (bubble removing module) airtight cap 1304: (bubble removing module) diffusion plate
2100: (insulating layer forming module) chamber 2110: (insulating layer forming module) wafer chuck
2120: (insulation layer forming module) chuck drive unit
2170: (insulation layer forming module) treatment liquid recovery part
2300: (insulation layer forming module) nozzle
2310: (insulation layer forming module) nozzle support
2400: (insulation layer forming module) ejector
2410: (insulation layer forming module) tank
2420: (insulation layer forming module) pressurized gas supply unit
2500: (insulation layer forming module) lamp
3100; Barrier Layer Forming Chamber
3110; (Barrier Layer Forming Module) Wafer Chuck
3120; Barrier Layer Forming Module
3130; (Barrier layer forming module)
3140; (Barrier Layer Forming Module) Oscillator Frame
3150; (Barrier layer forming module) lifting device
3170; (Barrier layer forming module) Treatment liquid recovery part
3200; (Barrier Layer Forming Module) Wafer
3180: (barrier layer forming module) heater
4100; (Conductor Layer Forming Module) Wafer
4110; (Conductor Layer Forming Module)
4200; (Conductor Layer Forming Module) Wafer Chuck
4210; (Conductor Layer Forming Module) Chuck Rotating Part
4250; (Conductor layer forming module) Treatment liquid recovery part
4300; (Conductor Layer Forming Module) Cap
4310; (Conductor Layer Forming Module) Lower Cap
4312; (Conductor Layer Forming Module) Inner Chamber
4314; (Conductor Layer Forming Module) Outer Chamber
4320; (Conductor Layer Forming Module) Upper Cap
4400; (Conductor Layer Forming Module) Second Electrode
5100; (Annealing Module) Chamber
5110; (Annealing Module) First Wafer Chuck
5120; (Annealing Module) Second Wafer Chuck
5130; (Annealing module)
5140; Annealing Module Heater
5150; (Annealing module) pin
5160; (Annealing module) cooling water line
Claims (30)
상기 비아홀 내에 기포를 제거하는 기포제거모듈;
기포가 제거된 상기 웨이퍼 비아홀에 상기 절연층을 형성하는 절연층 형성모듈;
상기 절연층이 형성된 상기 웨이퍼 비아홀에 상기 배리어층을 형성하는 배리어층 형성모듈;
상기 배리어층이 형성된 상기 웨이퍼 비아홀에 상기 전도체층을 형성하는 전도체층 형성모듈; 및
상기 기포제거모듈, 상기 절연층 형성모듈, 상기 배리어층 형성모듈 및 상기 전도체층 형성모듈 간에 상기 웨이퍼를 이송하는 모듈간 이송장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
In the semiconductor wafer manufacturing apparatus for filling an insulating layer, a barrier layer and a conductor layer in a semiconductor having a via hole,
A bubble removing module for removing bubbles in the via hole;
An insulation layer forming module forming the insulation layer in the wafer via hole from which bubbles are removed;
A barrier layer forming module for forming the barrier layer in the wafer via hole in which the insulating layer is formed;
A conductor layer forming module for forming the conductor layer in the wafer via hole in which the barrier layer is formed; And
An inter-module transfer device for transferring the wafer between the bubble removing module, the insulating layer forming module, the barrier layer forming module and the conductor layer forming module;
Semiconductor wafer manufacturing apparatus comprising a.
상기 전도체층이 형성된 상기 웨이퍼를 세정하는 세정모듈;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
The method of claim 1,
A cleaning module for cleaning the wafer on which the conductor layer is formed;
Semiconductor wafer manufacturing apparatus characterized in that it further comprises.
상기 웨이퍼에 열처리를 할 수 있는 어닐링 모듈;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
The method of claim 1,
An annealing module capable of performing heat treatment on the wafer;
Semiconductor wafer manufacturing apparatus characterized in that it further comprises.
상기 배리어층이 형성되기 이전에 상기 절연층 상에 접착력을 증대시켜주는 액티베이션 물질을 상기 웨이퍼 비아홀에 도포하여 주는 액티베이션 모듈;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
The method of claim 1,
An activation module for applying an activation material to the wafer via hole to increase adhesion to the insulating layer before the barrier layer is formed;
Semiconductor wafer manufacturing apparatus characterized in that it further comprises.
상기 모듈간 이송장치를 사이에 두고, 상기 기포제거 모듈, 상기 절연층 형성모듈, 상기 배리어층 형성모듈 및 상기 전도체층 형성모듈이 양분되어 배치된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
The method of claim 1,
And the bubble removing module, the insulating layer forming module, the barrier layer forming module, and the conductor layer forming module are bisected and arranged with the inter-module transfer device therebetween.
상기 배리어층이 형성된 상기 웨이퍼를 세정하는 세정모듈;
상기 웨이퍼에 열처리를 할 수 있는 어닐링 모듈; 및
상기 배리어층이 형성되기 이전에 상기 절연층 상에 접착력을 증대시켜주는 액티베이션 물질을 상기 웨이퍼 비아홀에 도포하여 주는 액티베이션 모듈;
을 더 포함하며,
상기 모듈간 이송장치를 사이에 두고, 상기 기포제거 모듈, 상기 세정모듈 및 상기 어닐링 모듈이 일측에 배치되고,
상기 절연층 형성모듈, 상기 배리어층 형성모듈 및 상기 전도체층 형성모듈이 타측에 배치된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
The method of claim 5, wherein
A cleaning module for cleaning the wafer on which the barrier layer is formed;
An annealing module capable of performing heat treatment on the wafer; And
An activation module for applying an activation material to the wafer via hole to increase adhesion to the insulating layer before the barrier layer is formed;
Further comprising:
The bubble removing module, the cleaning module and the annealing module are disposed on one side with the inter-module transfer apparatus interposed therebetween.
And the insulating layer forming module, the barrier layer forming module and the conductor layer forming module are disposed on the other side.
상기 웨이퍼에 열처리를 할 수 있는 어닐링 모듈; 및
상기 배리어층이 형성되기 이전에 상기 절연층 상에 접착력을 증대시켜주는 액티베이션 물질을 상기 웨이퍼 비아홀에 도포하여 주는 액티베이션 모듈;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
3. The method of claim 2,
An annealing module capable of performing heat treatment on the wafer; And
An activation module for applying an activation material to the wafer via hole to increase adhesion to the insulating layer before the barrier layer is formed;
Semiconductor wafer manufacturing apparatus characterized in that it further comprises.
상기 기포제거모듈은,
상기 웨이퍼의 배면을 지지고정하는 웨이퍼 척;
상기 웨이퍼 척을 회동시키는 척 회동부;
상기 웨이퍼 척에 고정된 상기 웨이퍼의 표면에 기포 제거용 액체를 주입하는 액체 주입장치;
상기 웨이퍼 척에 고정된 상기 웨이퍼를 둘러싸는 챔버를 밀폐하는 챔버밀폐장치; 및
상기 챔버 내를 진공상태로 형성하는 챔버진공장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
The method according to any one of claims 1 to 7,
The bubble removing module,
A wafer chuck supporting and fixing a rear surface of the wafer;
A chuck rotation unit for rotating the wafer chuck;
A liquid injection device for injecting a bubble removing liquid into a surface of the wafer fixed to the wafer chuck;
A chamber sealing device for sealing a chamber surrounding the wafer fixed to the wafer chuck; And
A chamber vacuum apparatus for forming a vacuum in the chamber;
Semiconductor wafer manufacturing apparatus comprising a.
상기 웨이퍼 척의 회동시 비산되는 상기 기포 제거용 액체를 회수하는 액체 회수부;를 더 포함하고,
상기 액체 회수부는, 내주의 일부가 원주방향으로 개구된 튜브형상으로 형성되며, 상기 웨이퍼 척의 외주를 감싸도록 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
The method of claim 8,
And a liquid recovery unit for recovering the bubble removing liquid scattered during the rotation of the wafer chuck.
And the liquid recovery part is formed in a tube shape in which a part of the inner circumference is opened in the circumferential direction, and is formed to surround the outer circumference of the wafer chuck.
상기 웨이퍼 척의 상기 웨이퍼의 배면과 맞닿는 면에는 웨이퍼 파지용 진공홀이 형성되며,
상기 웨이퍼 파지용 진공홀에 진공을 발생시키는 척용 진공장치;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
The method of claim 8,
A wafer holding vacuum hole is formed on a surface of the wafer chuck which is in contact with the back surface of the wafer,
A chuck vacuum device for generating a vacuum in the wafer holding vacuum hole;
Wherein the semiconductor wafer manufacturing apparatus further comprises:
상기 웨이퍼 파지용 진공홀에 상기 척용 진공장치 및 상기 챔버 진공장치에 선택적으로 연결될 수 있도록 변환하는 진공장치 전환부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
11. The method of claim 10,
A vacuum device switching unit converting the vacuum hole for holding the wafer to be selectively connected to the chuck vacuum device and the chamber vacuum device;
Wherein the semiconductor wafer manufacturing apparatus further comprises:
상기 절연층 형성모듈은,
상기 웨이퍼의 배면을 지지고정하는 웨이퍼 척;
상기 웨이퍼 척을 회동시키는 척 회동부;
상기 웨이퍼 상에 처리액이 공급될 수 있도록 상기 웨이퍼 척에 고정된 상기 웨이퍼를 둘러싸는 챔버; 및
상기 챔버 상측에 설치된 램프;를 포함하며;
상기 램프는 상기 웨이퍼에 평행하고 대응하는 하나의 면을 이루며, 각각 독립적으로 구동 제어되거나 둘 이상으로 분류되어 독립 구동 제어되는 복수의 램프채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
The method according to any one of claims 1 to 7,
The insulation layer forming module,
A wafer chuck supporting and fixing a rear surface of the wafer;
A chuck rotation unit for rotating the wafer chuck;
A chamber surrounding the wafer fixed to the wafer chuck to allow processing liquid to be supplied onto the wafer; And
A lamp installed above the chamber;
And the lamps comprise a plurality of lamp channels parallel to and corresponding to the wafer, each lamp channel being independently drive controlled or divided into two or more independent drive controls.
상기 복수의 램프채널은 원판형 웨이퍼에 대응하여 동심원 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
13. The method of claim 12,
The plurality of lamp channels is a semiconductor wafer manufacturing apparatus, characterized in that formed in a concentric circle structure corresponding to the disk-shaped wafer.
상기 웨이퍼 척의 회동시 비산되는 상기 처리액을 회수할 수 있도록, 내주의 일부가 원주방향으로 개구된 튜브형상으로 형성되며 웨이퍼 척의 외주를 감싸도록 형성된 처리액 회수부를 더 포함하고;
상기 챔버는 상기 처리액 회수부에 대하여 승하강 가능토록 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
The method of claim 13,
A processing liquid recovery part formed in a tubular shape in which a part of the inner circumference is opened in the circumferential direction and surrounding the outer circumference of the wafer chuck so as to recover the processing liquid scattered during the rotation of the wafer chuck;
The chamber is a semiconductor wafer manufacturing apparatus, characterized in that installed so as to be able to lift and lower relative to the processing liquid recovery unit.
상기 배리어층 형성모듈은,
상기 웨이퍼의 배면을 지지고정하는 웨이퍼 척;
상기 웨이퍼 척을 회동시키는 척 회동부; 상기 웨이퍼 척에 고정된 상기 웨이퍼를 둘러싸는 챔버;
상기 챔버에 의해 둘러싸인 웨이퍼 상에 공급된 처리액에 열을 전달하는 히터;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
The method according to any one of claims 1 to 7,
The barrier layer forming module,
A wafer chuck supporting and fixing a rear surface of the wafer;
A chuck rotation unit for rotating the wafer chuck; A chamber surrounding the wafer fixed to the wafer chuck;
A heater transferring heat to a processing liquid supplied on a wafer surrounded by the chamber;
Semiconductor wafer manufacturing apparatus comprising a.
상기 웨이퍼 척은 열전도성 소재로 형성되며, 상기 히터는 상기 웨이퍼 척을 통해 열전달이 이루어질 수 있도록 상기 웨이퍼 척 하측에 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
The method of claim 15,
The wafer chuck is formed of a thermally conductive material, the heater is a semiconductor wafer manufacturing apparatus, characterized in that installed below the wafer chuck so that heat transfer through the wafer chuck.
상기 웨이퍼의 배면을 지지고정하는 웨이퍼 척;
상기 웨이퍼 척을 회동시키는 척 회동부;
상기 웨이퍼 척에 고정된 상기 웨이퍼를 둘러싸는 챔버; 및
상기 챔버에 의해 둘러싸인 웨이퍼 상에 공급된 처리액을 진동시키는 진동자;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
The method according to any one of claims 1 to 7,
A wafer chuck supporting and fixing a rear surface of the wafer;
A chuck rotation unit for rotating the wafer chuck;
A chamber surrounding the wafer fixed to the wafer chuck; And
A vibrator for vibrating the processing liquid supplied on the wafer surrounded by the chamber;
Semiconductor wafer manufacturing apparatus comprising a.
상기 챔버의 상측에 상하 승강 가능토록 설치된 진동자 프레임을 더 포함하며;
상기 진동자는 상기 진동자 프레임의 하강시 상기 챔버 내 처리액에 접촉 가능토록 상기 진동자 프레임의 하측에 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
The method of claim 17,
A vibrator frame installed on the upper side of the chamber to move up and down;
The vibrator is a semiconductor wafer manufacturing apparatus, characterized in that provided in the lower side of the vibrator frame to be able to contact the processing liquid in the chamber when the vibrator frame is lowered.
상기 진동자는 상기 진동자 프레임에 회전 가능토록 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
The method of claim 18,
The vibrator is a semiconductor wafer manufacturing apparatus, characterized in that rotatably installed on the vibrator frame.
상기 진동자는 복수의 진동 소자를 포함하며, 상기 진동 소자는 상기 진동자의 중심에 대해서 비대칭적으로 배치된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
The method of claim 19,
The vibrator includes a plurality of vibration elements, the vibration element is a semiconductor wafer manufacturing apparatus, characterized in that arranged asymmetrically with respect to the center of the vibrator.
상기 진동자의 중심에서 가까운 위치보다 먼곳에서 더 촘촘하게 배치된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
21. The method of claim 20,
A semiconductor wafer manufacturing apparatus, characterized in that the denser is disposed more closely away from the position closer to the center of the vibrator.
상기 전도체층 형성모듈은,
상기 웨이퍼의 배면을 지지고정하는 웨이퍼 척;
상기 웨이퍼 척을 회동시키는 척 회동부;
상기 웨이퍼에 전기를 가하도록 설치되는 제1전극; 및
상기 웨이퍼를 사이에 두고 상기 제1전극과 상하 대향되어 상호 작용될 수 있도록 상기 웨이퍼 척 상측에 설치되며, 상기 웨이퍼 상에 공급된 처리액을 교반시킬 수 있도록 회전되는 제2전극;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.The method according to any one of claims 1 to 7,
The conductor layer forming module,
A wafer chuck supporting and fixing a rear surface of the wafer;
A chuck rotation unit for rotating the wafer chuck;
A first electrode installed to apply electricity to the wafer; And
A second electrode disposed above the wafer chuck so as to face and interact with the first electrode with the wafer interposed therebetween and rotated to stir the processing liquid supplied on the wafer;
Semiconductor wafer manufacturing apparatus comprising a.
상기 제2전극은 상기 제2전극의 회전중심으로부터 멀어지는 방향으로 확장 형성되며 상호 회전원주방향을 따른 균등 배치되는 복수의 제2전극날개부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
23. The method of claim 22,
The second electrode extends in a direction away from the center of rotation of the second electrode and a plurality of second electrode wing member disposed evenly along the rotational circumferential direction;
Semiconductor wafer manufacturing apparatus comprising a.
상기 제2전극날개부재는 부채꼴 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
24. The method of claim 23,
The second electrode wing member is a semiconductor wafer manufacturing apparatus, characterized in that formed in a fan shape.
상기 웨이퍼 척 상측에 승강 가능토록 설치되어 상기 웨이퍼 척에 고정된 웨이퍼를 둘러싸는 캡을 더 포함하며;
상기 제2전극이 상기 캡의 내부에 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
23. The method of claim 22,
A cap installed on the wafer chuck so as to be lifted and surrounding the wafer fixed to the wafer chuck;
And the second electrode is provided inside the cap.
상기 웨이퍼 척의 회동시 비산되는 상기 처리액을 회수할 수 있도록, 내주의 일부가 원주 방향으로 개구된 튜브형상으로 형성되며 상기 웨이퍼 척의 외주를 감싸도록 형성되고 상기 캡이 삽입 가능토록 형성된 처리액 회수부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
The method of claim 25,
A portion of the inner circumference is formed in a tube shape opened in the circumferential direction and formed to surround the outer circumference of the wafer chuck so that the processing liquid scattered during the rotation of the wafer chuck may be inserted into the cap. Semiconductor wafer manufacturing apparatus comprising a further.
상기 캡은 상기 웨이퍼를 둘러싸며 상기 처리액이 저수되며 상기 저수된 처리액이 오버플로우될 수 있도록 형성된 환형의 내측챔버와, 상기 내측챔버의 외주를 둘러싸며 상기 내측챔버와의 사이에 오버플로우된 처리액이 회수되는 회수공간을 형성하며 상기 회수공간의 일측에 배출구가 형성된 돔형의 외측챔버와, 상기 내측챔버와 거리를 두고 상기 내측챔버에 의해 둘러싸이며 상기 내측챔버의 하단보다 위에 위치되고 상단이 상기 내측챔버의 상단보다 높게 위치되도록 상기 돔형의 외측챔버에 형성된 환형의 스커트를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
The method of claim 25,
The cap surrounds the wafer and the processing liquid is stored, and the annular inner chamber is formed so that the stored processing liquid can overflow, and the outer chamber surrounds the outer circumference of the inner chamber and overflows between the inner chamber. A dome-shaped outer chamber having a discharge port formed on one side of the recovery space, and surrounded by the inner chamber at a distance from the inner chamber, positioned above the lower end of the inner chamber, and having an upper end. And an annular skirt formed in the domed outer chamber so as to be positioned higher than an upper end of the inner chamber.
상기 어닐링 모듈은,
챔버;
상기 챔버 내부 일측에 상기 웨이퍼의 배면을 지지고정할 수 있도록 설치되어 상기 웨이퍼가 로딩, 언로딩되는 제1웨이퍼 척;
상기 챔버 내부 타측에 상기 웨이퍼의 배면을 지지고정할 수 있도록 설치된 제2웨이퍼 척;
상기 제1웨이퍼 척과 제2웨이퍼 척 사이에서 상기 웨이퍼를 이송하는 트랜스퍼;
상기 제1웨이퍼 척에 고정지지된 상기 웨이퍼를 냉각할 수 있도록 상기 제1웨이퍼척에 설치된 쿨러; 및
상기 제2웨이퍼 척에 고정지지된 웨이퍼를 가열할 수 있도록 상기 제2웨이퍼 척에 설치된 히터;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
The method of claim 3, wherein
The annealing module,
chamber;
A first wafer chuck installed at one side of the chamber to support and secure the rear surface of the wafer, wherein the wafer is loaded and unloaded;
A second wafer chuck installed on the other side of the chamber to support and fix the back surface of the wafer;
A transfer transferring the wafer between the first wafer chuck and the second wafer chuck;
A cooler installed in the first wafer chuck to cool the wafer fixedly supported by the first wafer chuck; And
A heater installed in the second wafer chuck to heat the wafer fixedly supported by the second wafer chuck;
Semiconductor wafer manufacturing apparatus comprising a.
상기 챔버를 냉각하는 챔버 냉각장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조장치.
29. The method of claim 28,
And a chamber cooler for cooling the chamber.
상기 챔버의 내부에는 상기 제1웨이퍼 척과 제2웨이퍼 척 사이에 상기 제1,제2웨이퍼 척보다 높이 돌출된 돌출벽이 구비되며;
상기 트랜스퍼가 상기 돌출벽 상측을 통해 상기 웨이퍼를 이송할 수 있도록 상기 트랜스퍼를 승강시키는 트랜스퍼 승강장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 어닐링장치.
29. The method of claim 28,
A protruding wall protruded higher than the first and second wafer chucks between the first and second wafer chucks in the chamber;
And a transfer elevating device for elevating the transfer so that the transfer can transport the wafer through the protruding wall.
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