KR20230053535A - 고정밀 vpd-dc 스캔 - Google Patents

고정밀 vpd-dc 스캔 Download PDF

Info

Publication number
KR20230053535A
KR20230053535A KR1020220131686A KR20220131686A KR20230053535A KR 20230053535 A KR20230053535 A KR 20230053535A KR 1020220131686 A KR1020220131686 A KR 1020220131686A KR 20220131686 A KR20220131686 A KR 20220131686A KR 20230053535 A KR20230053535 A KR 20230053535A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
pipette
scan
camera
bulge
Prior art date
Application number
KR1020220131686A
Other languages
English (en)
Inventor
베이클러 로버트
만데 윌리암
뵈메 발터
Original Assignee
페파우아 테플라 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 페파우아 테플라 아게 filed Critical 페파우아 테플라 아게
Publication of KR20230053535A publication Critical patent/KR20230053535A/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501Semiconductor wafers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/30Structural arrangements specially adapted for testing or measuring during manufacture or treatment, or specially adapted for reliability measurements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67288Monitoring of warpage, curvature, damage, defects or the like
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/93Detection standards; Calibrating baseline adjustment, drift correction
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/94Investigating contamination, e.g. dust
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1009Characterised by arrangements for controlling the aspiration or dispense of liquids
    • G01N35/1011Control of the position or alignment of the transfer device
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67075Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
    • H01L21/6708Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10Measuring as part of the manufacturing process
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N2001/028Sampling from a surface, swabbing, vaporising
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N2021/9511Optical elements other than lenses, e.g. mirrors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/10Scanning

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

본 발명은 웨이퍼 표면 상에서 VPD-DC를 수행하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것으로, 여기서 피펫은 스캔 튜브의 기능을 대신하고, 스캐닝 액체의 벌지(bulge)가 피펫 채널에서 돌출되고 스캐닝을 위해 웨이퍼 표면과 접촉하도록 작동된다.

Description

고정밀 VPD-DC 스캔{HIGH PRECISION VPD-DC SCAN}
본 발명은 일반적으로 웨이퍼 처리에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 웨이퍼 내의 불순물 분석에 관한 것이다.
반도체 산업의 발전으로 인해 실리콘 웨이퍼와 같은 웨이퍼의 순도에 대한 요구 사항이 엄격해지고 있으며, 사양들은 종종 일반적인 분석 기술을 넘어서는 감도 이상으로 진행하고 있다. 증기상 분해-액적 수집(vapour phase decomposition-droplet collection; VPD-DC)은 웨이퍼 표면의 불순물을 농축하고 후속 분석 방법의 감도를 개선하는데 사용되는 샘플 준비 방법이다.
VPD-DC의 제 1 단계에서는, 웨이퍼의 표면 산화물이 불화수소(hydrogen fluoride; HF) 가스 분위기에서 에칭된다. 후속적으로, 작은 액체 액적이 웨이퍼 표면 상에서 스캔되어 액적 내의 표면 불순물을 수집하고 사전-농축한다. 예를 들어 유도 결합 플라즈마 질량 분석기(inductively coupled plasma mass spectrometry; ICPMS) 또는 원자 흡수 분광법(atomic absorption spectroscopy; AAS)을 사용한 습식 화학 분석이 이 샘플에 대하여 수행될 수 있다. 대안적으로, 액적은 전반사 X선 형광 분석(total reflection X-ray fluorescence analysis; TXRF)과 같은 건조 샘플 분석을 위해 건조될 수 있다.
실제 이 수고스러운 절차를 처리하는데 있어 주요 개선 사항은 카세트-투-카세트(cassette-to-cassette) VPD-DC 처리를 수행할 수 있는 완전 자동화 시스템의 개발이었다. 이러한 시스템들은 카세트 스테이션 옆에 에칭, 스캐닝 및 선택적으로 건조를 수용하기 위한 2개 또는 3개의 프로세스 모듈들, 및 웨이퍼 이송을 위한 로봇 모듈을 포함한다. 스캐닝을 위한 프로세스 모듈은 회전하는 웨이퍼 스테이지, 또는 스캔 테이블, 액적 디포지션을 위한 피펫, 및 액적을 취하여 웨이퍼 표면 위로 안내하기 위한 스캔 튜브를 일반적으로 포함한다. 새로 에칭된 웨이퍼가 스캔 테이블에 배치되고, 정렬되어 플랫/노치가 배향되면 스캔 절차가 시작된다. 피펫은 웨이퍼 표면에 스캐닝 액체의 액적을 디포지션한다. 그런 다음 스캔 튜브가 액적을 받아, 예를 들어 나선형 트레이스 또는 표면의 링들만 덮는 트레이스로 웨이퍼 표면 위로 적절하게 안내한다. 스캔 완료 이후에, 피펫은 다시 스캐닝 액체를 빨아들인 다음, 용질들을 적재하고, 추가 분석을 위해 이것을 이송한다.
베벨 스캔(bevel scan)이라고 하는 VPD-DC의 변형에서 스캐닝 액체는 원형 트레이스의 웨이퍼 에지/베벨을 따라서만 안내된다. 이 변형에서, 액적은 웨이퍼 표면에 디포지션되지 않고, 웨이퍼의 원주 에지 라인 아래에 배치되는 본질적으로 작은 오목 플래토의 형태로 액적 홀더에 디포지션된다. 그 다음, 액적이 스캔 튜브와 액적 홀더 사이에 고정되고, 웨이퍼가 스캔 테이블에서 회전되는 동안 웨이퍼 에지가 측면에서 고정된 액적에 접촉한다.
액적들의 고유한 최소 크기 및 변형 능력으로 인해, 얇은 밴드들, 예를 들어 상부 베벨 표면에서 1mm 와이드 밴드만 정밀하게 스캔하는 것이 지금까지는 유의미하게 가능하지 않았다. 그러나, 매우 정밀하고 제한된 밴드들 및 영역들을 스캔하는 기능이 일부 응용 분야들에서 관심을 끌고 있다.
본 발명은 매우 정밀하고 제한된 밴드들 및 영역들을 스캔할 수 있는 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 배경에 대해, 본 발명은 다음 단계들을 포함하는 웨이퍼 표면 상에서 VPD-DC를 수행하는 방법에 관한 것이다: a) 에칭된 웨이퍼를 회전 가능한 스캔 테이블에 배치하는 단계; b) 피펫 팁이 웨이퍼 표면과 매우 근접하지만 접촉하지 않도록 서로에 대해 피펫 및 웨이퍼를 포지셔닝(positioning)하는 단계; c) 스캐닝 액체의 벌지(bulge)가 피펫 채널에서 돌출되어 웨이퍼 표면과 접촉하도록 피펫을 작동시키는 단계; 및 d) 웨이퍼를 회전시켜 웨이퍼 표면을 따라 피펫 채널에서 돌출된 스캐닝 액체 벌지를 안내하는 단계.
따라서, 종래 기술과 달리, 본 발명은 웨이퍼 표면에 스캐닝 액체의 액적을 디포지션하지 않거나, 베벨 스캔의 경우, 액적 홀더에 디포지션하지 않으며, 또한 물 표면을 가로질러 또는 웨이퍼 에지를 따라 드롭을 안내하기 위해 스캔 튜브를 사용하지 않는다. 본 발명은 피펫 팁에서 떠나지 않으며, 웨이퍼 표면 또는 액적 홀더에 디포지션되는 것 없이 피펫 팁으로부터 돌출되는 액체 벌지만을 필요로 한다. 피펫이 그 기능을 수행하는 것으로 가정되므로 별도의 스캔 막대(scan rod)가 필요하지 않다.
풀 드롭(full drop)과 달리, 피펫 팁에서 돌출된 액체 벌지에만 의존할 경우에는, 스캔 영역을 매우 신중하게 제어할 수 있고 또한 스캔될 수 있는 밴드의 최소 너비를 줄일 수 있다. 예를 들어, 이 방법은 웨이퍼의 상부 베벨 표면에서 매우 얇은, 예를 들어 2mm 미만 또는 심지어 1mm 미만 와이드 밴드를 스캔할 수 있으며, 이것은 일부 응용 분야에서 바람직할 수 있다. 일부 실시예들에서, 본 발명은 또한 액적에 의해 부여되는 액체 볼륨에 고유한 하한이 없기 때문에 이전의 액적-기반 방법들에서와 같은 분석을 위해 훨씬 더 작은 액체 볼륨들을 사용하는 것을 가능하게 한다.
웨이퍼들은 실리콘 웨이퍼들일 수 있지만, 본 발명은 임의의 다른 타입의 웨이퍼에도 적용 가능하다.
일반적으로 VPD-DC용 스캐닝 액체는 전형적으로 HF와 H2O2의 수용액이다.
일 실시예에서, 방법은 베벨 스캔 VPD-DC이다. 이 실시예에서, 단계 b)에서, 피펫 및 웨이퍼는 피펫 팁이 웨이퍼 베벨과 매우 근접하지만 접촉하지 않도록 서로에 대해 포지셔닝된다. 단계 d)에서, 웨이퍼는 피펫 채널에서 돌출된 스캐닝 액체 벌지를 안내하도록 회전된다.
일반적으로, 그러나 특히 베벨 스캔 VPD-DC의 경우, 기울어진 피펫 채널 개구부를 만들기 위해 피펫 팁이 베벨되는(bevelled) 것이 바람직할 수 있다. 그 각도는 대략 웨이퍼 베벨의 각도에 대응할 수 있다. 이것은 본 발명의 개념 내에서 웨이퍼 베벨의 개선된 웨팅(wetting)으로 이어진다.
다른 실시예들에서, 특히 웨이퍼의 평탄한 표면의 전체 또는 부분 스캔이 필요한 경우, 피펫 팁은 바람직하게는 평평한(even) 것일 수 있다.
스캔 프로세스를 위해 피펫으로부터 돌출된 벌지만을 사용하기 위해서는 피펫 팁 및 웨이퍼의 상대적인 포지셔닝과 관련하여 매우 높은 정밀도가 필요하다.
이를 위해, 본 방법은 라인-스캔 카메라를 사용하여 스캔 테이블에서 웨이퍼를 대략적으로 센터링하는 것에 추가하여, 고감도 카메라를 사용하는 어드밴스드 센터링하는 것을 포함할 수 있으며, 이것은 xy 평면에서의 웨이퍼 에지 또는 xz 평면에서의 피펫 팁의 위치를 10㎛ 미만, 바람직하게는 8㎛ 미만, 또는 심지어 5㎛ 미만의 정확도로 결정할 수 있게 한다. 고감도 카메라는 바람직하게는 2D 카메라이다. 본 방법은 또한 이러한 고감도 카메라를 사용하여 피펫 팁 및 웨이퍼 에지/베벨의 상대적 위치들을 미세 조정할 수 있다. 상대 위치들의 임의의 미세 조정 변경들의 경우, 달성 가능한 움직임의 정확도가 높기 때문에, 스캔 테이블의 셔틀 시스템을 사용하는 것이 로봇 암들을 사용하는 것보다 바람직할 수 있다.
일 실시예에서는, 벌지 윤곽이 고감도 카메라로 모니터링될 수 있다. 이 사진들을 분석하여, 스캔 성공률, 예를 들어 벌지와 웨이퍼 표면 사이에 형성되는 막에 찢어짐이 있는지 여부를 결정할 수 있다. 스캔이 성공했는지 여부를 표시하는 것 옆에 이 사진들은 스캔 동안 벌지의 볼륨이 변경되었는지 여부에 대한 정보도 전달한다.
또한 웨이퍼들은 불완전하고 이상적인 원형이 아닐 수 있기 때문에, 특히 베벨 스캔들에서 정밀도를 더욱 개선하기 위해, 본 방법은 고감도 카메라에서 미리 기록된 사진들에 기초하여 스캔 동안에 스캔 테이블 및 피펫의 상대 위치들을 계속 적응하는 단계를 포함할 수 있다. 계속적인 적응을 위해서는, 마찬가지로, 스캔 테이블의 셔틀 시스템을 사용하는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 증발로 인한 액체 벌지의 추정된 볼륨 감소 또는 습도 픽업으로 인한 벌지의 추정된 볼륨 증가를 고려하도록 스캔 동안 벌지의 볼륨이 조정된다. 벌지 윤곽을 모니터링하는 경우, 전술한 바와 같이, 벌지의 볼륨은 또한 벌지의 실제 볼륨 감소 또는 증가를 고려하기 위해 스캔하는 동안에 사진에서 추출된 정보를 기반으로 조정될 수 있다.
처음에 설명한 배경 기술에 대하여, 본 발명은 또한 웨이퍼 표면들 상에서 VPD-DC를 수행하기 위한 시스템에 관한 것으로, 이 시스템은 스캐닝 모듈을 포함하고, 스캐닝 모듈은 다음을 포함한다: 에칭된 웨이퍼를 그 위에 올려놓기 위한 회전 가능한 스캔 테이블; 스캔 테이블에 놓인 웨이퍼의 베벨에 스캐닝 액체를 접촉시키기 위한 피펫; 및 본 발명의 방법을 수행하기 위해 스캔 테이블 및 피펫을 작동시키도록 구성되는 제어 유닛.
본 시스템은 스캐닝 모듈 옆에, 에칭 모듈 및 선택적으로 건조 모듈을 추가로 포함할 수 있다. 통상적으로, 본 시스템은 카세트 스테이션을 더 포함한다. 웨이퍼 이송을 위한 로봇이 모듈들 사이에 공유될 수 있거나, 본 시스템은 2개 이상의 로봇들(또는 로봇 암들)을 포함할 수 있다. 본 시스템은 또한 유도 결합 플라즈마 질량 분석기(inductively coupled plasma mass spectrometry; ICPMS) 또는 원자 흡수 분광기(atomic absorption spectroscopy; AAS)와 같은 습식 프로브 분석, 또는 전반사 X선 형광 분석(total reflection X-ray fluorescence analysis; TXRF)과 같은 건식 프로브 분석을 위한 수단을 포함할 수 있다. 본 시스템은 바람직하게는 완전히 자동화되고 시스템의 모든 부분에 작동 가능하게 연결된 공통 제어 유닛을 포함한다.
스캔 테이블은 일반적으로 수평면에서 스캔 테이블의 움직임을 위한 셔틀과 연관된다. 마찬가지로, 본 시스템은, 일반적으로 피펫을 조작하고 3차원적으로 또는 수직 컴포넌트가 있는 평면에서 이것을 이동하기 위한 로봇을 포함한다.
본 발명의 방법과 관련하여 이미 설명된 바와 같이, 일부 실시예들에서는 기울어진 피펫 채널 개구부를 생성하기 위해 피펫 팁이 베벨되는 것이 바람직할 수 있지만, 상이한 실시예들에서는 피펫 팁이 평평할 수 있다.
일 실시예에서, 본 시스템은 10㎛ 미만, 바람직하게는 8㎛ 미만, 또는 심지어 5㎛ 미만의 정확도로 xy 평면에서의 웨이퍼 에지 또는 xz 평면에서의 피펫 팁의 위치를 결정할 수 있는 고정밀 카메라, 바람직하게는 2D 카메라를 포함할 수 있다. 카메라의 뷰 방향은 바람직하게는 수평이고 스캔 위치에 있을 때 웨이퍼의 접선을 따른다.
본 시스템은 바람직하게는 작은 오목 플래토 형태의 액적 홀더를 더 포함할 수 있다. 액적 홀더는 스캔 위치에 있을 때 웨이퍼의 원주 에지 라인 아래 및/또는 피펫 팁 아래에 포지셔닝될 수 있다. 이것은 스캔 목적으로 피펫에 의해 액체가 흡입되기 이전에 스캐닝 액체의 볼륨을 유지하고 스캔 이후 스캐닝 액체를 수집하는 역할을 할 수 있다.
본 발명의 추가 세부사항들 및 이점들은 비제한적인 예 및 예시적인 도면들을 참조하여 다음에서 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 방법에서 스캔될 웨이퍼의 에지 및 베벨 표면이다.
도 2은 포지셔닝 동안 피펫 팁 및 웨이퍼 에지의 측면도이다.
도 3은 스캔하는 동안 웨이퍼 베벨에 접촉하는 스캐닝 액체의 돌출된 벌지가 있는 피펫 팁의 측면도이다.
본 예는 웨이퍼의 표면 오염을 검출하기 위한 본 발명의 고정밀 상부 베벨 스캔 프로세스 및 시스템을 나타낸다. 도 1은 웨이퍼(100)의 에지 부분에 대한 절단도를 도시하며, 여기서 점A와 점B 사이에서 확장되고 x의 너비, 일반적으로 약 1mm를 갖는 베벨이 인식될 수 있다.
처음에, 본 방법은 스캔 테이블을 중심으로 하는 총 웨이퍼(gross wafer)의 단계를 포함한다. 보다 구체적으로, 이 단계는 웨이퍼가 적재되는 스캔 테이블을 회전시키고, 라인-스캔 카메라를 사용하여 웨이퍼 에지를 촬영하는 단계를 포함한다. 시스템은 웨이퍼 회전의 90°마다 사진이 찍히도록 구성된다. 4개의 사진들에서 웨이퍼 에지 위치들 사이의 편차들이 스캔 테이블 상의 웨이퍼를 위한 더 나은 위치를 계산하는데 사용된다. 계산된 개선된 위치를 구현하기 위해, 로봇은 웨이퍼를 들어 올려 x 및 y 방향의 편차를 수정한다. 그 결과 내용이 라인 카메라에 의해 다시 제어되고 필요한 경우 이 프로세스가 반복된다. 가장 많이 제거된 웨이퍼 에지 위치 사이의 200㎛ 미만 편차의 목표 정확도가 검출되면, 총 웨이퍼 센터링 단계가 완료된다. 또한 이 단계가 중단되기 전에, 최대 반복, 예를 들어 4번의 반복들이 있을 수도 있다.
총 포지셔닝 이후에, 뷰 방향이 대략 수평으로 웨이퍼의 접선을 따르는 70㎛ 미만의 매우 우수한 해상도를 가진 2D 카메라를 사용하여 미세 포지셔닝이 이어진다. 미세 포지셔닝 단계는 xy 평면에서 작동하는 스캔 테이블 셔틀을 사용하여, 스캔 테이블 및 웨이퍼를 소위 베벨 위치로 이동시키는 단계를 포함한다. 베벨 위치에서, 웨이퍼 에지는 액적 홀더 위에 포지셔닝된다. 그런 다음, 2D 카메라는 웨이퍼 에지의 사진을 캡처하기 시작하고 웨이퍼는 450°회전한다. 캡처된 사진들을 분석하여, 스캔 테이블 상에서 개선된 웨이퍼 위치를 계산한다. 이 구현은 목표 편차가 80㎛라는 유일한 차이점을 제외하고 전술한 단계와 관련하여 설명된 것과 본질적으로 같을 수 있다.
미세 포지셔닝 이후에는, 2D 카메라가 웨이퍼의 노치를 찾을 때까지 스캔 테이블을 회전시키는 것을 포함하는 노치 포지셔닝(notch positioning)의 단계가 이어진다(이것은 본 발명의 베벨 스캐닝 VPD-DC가 수행되지 이전에 웨이퍼로 사전 제작됨). 노치 위치가 식별되면, 노치가 미리 정의된(각도) 시작 위치로 이동할 때까지 스캔 테이블이 회전된다.
베벨된 팁(이중) 피펫 및 웨이퍼가 후속적으로, 다음 단계에서, 서로에 대해 포지셔닝된다. 도 2는 이 단계 동안 피펫(120)의 팁(125) 및 웨이퍼(100)의 베벨(104)의 2D 카메라의 관점에서 본 측면도를 나타낸다. 이를 위해, 웨이퍼(100) 및 피펫(120)은 베벨 위치(웨이퍼) 및 작동 위치(피펫)에 가까운 정의된 원시 위치들로 이동된다. 피펫(120)을 다루기 위해, 시스템은 로봇 암을 포함한다. 그런 다음, 2D 카메라를 사용하여, 웨이퍼 베벨(104) 및 피펫 팁(125)의 실제 상대 위치들을 캡처한다. 이 사진에 기초하여, 시스템은 x 및 z 방향에서 웨이퍼 베벨(104)과 피펫 팁(125) 사이의 거리를 계산한다. 그런 다음, 이 측정된 거리를, x 및 z 방향에서 피펫 팁(125)과 웨이퍼 베벨(104) 사이의 정의된 거리와 비교한다. 편차가 모터 스텝들로 변환되고, 피펫 로봇 암의 모터 및 스캔 테이블 셔틀에 피드백이 제공된다. 암 및 스캔 테이블 셔틀은 이 정보에 대한 응답으로, 필요한 위치에 가깝게 정의된 방향들로 이동한다. 그런 다음, 카메라는 다시 사진을 캡처하고, 이것은 x 및 z 방향으로 피펫 팁(125)과 웨이퍼 베벨(104) 사이에 적절한 거리가 있는지 확인하기 위해 다시 평가된다. 위치가 아직 적절하지 않은 경우, 이 프로세스가 반복된다. 적절한 경우, 사진들은 후속 스캔 동안 웨이퍼(100) 및 피펫(120)의 위치에 대한 기준으로 저장된다.
다음으로, 피펫(120)을 사용하여, 미리 정의된 양의 새로운 스캐닝 액체, 예를 들어 50 내지 200 ㎕를 액적 홀더로 이송한다. 그런 다음, 헹굼 및 보정 루틴을 수행하고, 액체를 다시 흡입하고, 방향 변경으로 인한 백래시(backlash)로 인해 발생한 임의의 문제들을 방지하기 위해 액체의 더 작은 부분을 다시 스피팅(spiting)한다. 그런 다음, 피펫(120)이 정의된 스캔 위치로 이동된다.
스캔 프로세스를 수행하기 위해, 예를 들어 1 ㎕의 크기의 작은 액체 볼륨을 피펫 팁(120) 밖으로 밀어 내서, 스캐닝 액체의 작은 벌지(130)가 피펫 채널로부터 돌출되어 웨이퍼 표면과 접촉하도록 한다. 도 3은 이 단계 동안 웨이퍼 베벨(104)에 접촉하는 스캐닝 액체의 돌출된 벌지(130)가 있는 피펫 팁(125)의 측면도를 나타낸다. 그 다음, 노치를 스캐닝하는 것을 방지하기 위해, 웨이퍼(100)가 360°미만(예를 들면, 355°)으로 회전한다. 스캔 이후, 스캔 테이블은 기본 위치로 다시 이동하고, 피펫(120)은 액적 홀더에 있는 피펫에 포함된 전체 양의 액체를 스피팅한다.
증발로 인한 액체 벌지의 추정된 볼륨 감소, 또는 습도 픽업으로 인한 벌지의 추정된 볼륨 증가를 고려하기 위해 스캔 동안에 벌지의 볼륨이 조정되도록 할 수 있다. 예를 들어, 초기 벌지 볼륨의 20% 크기의 추가 볼륨이 스캔의 90°마다 추가될 수 있다. 벌지 볼륨의 추가 또는 감소는 미리 결정된 계획을 따를 수 있으며, 이것은 기본값이거나 주어진 환경에서의 이전 실험에 기초할 수 있다.
스캔 동안에, 피펫 채널로부터 돌출된 부분 액적의 벌지 윤곽, 또는 길이가 2D 카메라로 모니터링될 수 있다. 이 사진들을 분석하여 스캔 성공률, 예를 들어 벌지를 웨이퍼 표면에 연결하는 막에 찢어짐이 있는지 여부를 결정할 수 있다. 수치적 관점에서, 일 실시예에서, 피펫 채널에서 웨이퍼 표면/베벨까지 도달하는 벌지의 길이는 바람직하게는 1mm ± 1㎛의 범위로 유지되어야 한다. 스캔이 성공했는지 여부를 표시하는 것 옆에 사진은 스캔하는 동안 벌지의 볼륨이 변경되었는지 여부에 대한 정보도 전달한다.
주어진 벌지 윤곽 모니터링의 맥락에서, 또한 벌지의 실제 볼륨 감소 또는 증가를 고려하도록 스캔하는 동안 사진에서 추출되는 정보에 기초하여 벌지의 볼륨을 조정하는데 모니터링이 사용되도록 할 수 있다.
스캔 이후, 피펫(120)은 용해된 불순물들을 포함하는 액체를, 액적 홀더로부터 바이알(vial)로 이송한다. 액체는 예를 들어 650㎛ (비율 1:4)로 물 또는 다른 스캐닝 액체로 희석되고, 추가 처리될 수 있다. 웨이퍼(100)는 어그리게이트 또는 다른 스테이션으로 다시 이송될 수 있다. 피펫은 자가 세척될 수 있으며 세척액으로 액적 홀더를 세척할 수도 있다.

Claims (10)

  1. 웨이퍼 표면 상에서 VPD-DC를 수행하는 방법으로서,
    a) 에칭된 웨이퍼를 회전 가능한 스캔 테이블에 배치하는 단계;
    b) 피펫 팁(pipette tip)이 웨이퍼 표면과 매우 근접하지만 접촉하지 않도록 피펫과 상기 웨이퍼를 서로 포지셔닝(positioning)하는 단계;
    c) 스캐닝 액체의 벌지(bulge)가 피펫 채널에서 돌출되어 상기 웨이퍼 표면과 접촉하도록 상기 피펫을 작동시키는 단계; 및
    d) 상기 웨이퍼를 회전시켜 상기 웨이퍼 표면을 따라 상기 피펫 채널에서 돌출된 스캐닝 액체 벌지를 안내하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은 베벨 스캔 VPD-DC이며, 단계 b)에서 상기 피펫 팁이 상기 웨이퍼 베벨과 매우 근접하지만 접촉하지 않도록 상기 피펫과 상기 웨이퍼를 서로 포지셔닝하고, 단계 d)에서 상기 웨이퍼가 회전되어 상기 웨이퍼 베벨을 따라 상기 피펫 채널에서 돌출된 스캐닝 액체 벌지를 안내하는, 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 방법은 10㎛ 미만, 바람직하게는 8㎛ 미만의 정확도로 xy 평면에서 상기 웨이퍼 에지의 위치를 결정할 수 있게 하는 2D 카메라를 사용하여 수평 스캔 테이블 상에 상기 웨이퍼를 센터링하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 방법은 10㎛ 미만, 바람직하게는 8㎛ 미만의 정확도로 상기 웨이퍼 에지와 상기 피펫 팁의 위치를 결정할 수 있는 카메라, 바람직하게는 2D 카메라를 사용하여 xz 평면에서의 상기 피펫 팁과 xy 평면에서의 상기 웨이퍼 베벨의 상대 위치들을 미세 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 10㎛ 미만, 바람직하게는 8㎛ 미만의 정확도로 상기 웨이퍼 에지의 위치를 결정할 수 있는 카메라, 바람직하게는 2D 카메라로부터의 미리 기록된 사진들에 기초하여, 단계 d)의 스캔 동안 상기 스캔 테이블의 위치를 계속 적응하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 10㎛ 미만, 바람직하게는 8㎛ 미만의 정확도로 상기 벌지 윤곽을 결정할 수 있는 카메라, 바람직하게는 2D 카메라를 사용하여 상기 스캔 동안 상기 벌지 윤곽을 모니터링하는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스캐닝 단계 d) 동안 상기 벌지의 볼륨은 증발로 인한 상기 액체 벌지의 추정된 또는 실제의 볼륨 감소 또는 증가를 고려하도록 조정되는, 방법.
  8. 웨이퍼 표면 상에서 VPD-DC를 수행하기 위한 시스템으로서, 스캐닝 모듈을 포함하며, 상기 스캐닝 모듈은,
    에칭된 웨이퍼를 그 위에 배치하기 위한 회전 가능한 스캔 테이블;
    상기 스캔 테이블에 배치된 웨이퍼의 베벨에 스캐닝 액체를 접촉시키기 위한 피펫; 및
    제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 방법을 수행하게 상기 스캔 테이블 및 상기 피펫을 작동시키도록 구성된 제어 유닛
    을 포함하는, 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 피펫 팁은 기울어진 피펫 채널 개구부를 생성하도록 베벨되는(bevelled), 시스템.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    10㎛ 미만, 바람직하게는 8㎛ 미만, 또는 심지어 5㎛ 미만의 정확도로 xy 평면에서의 웨이퍼 에지 또는 xz 평면에서의 피펫 팁의 위치를 결정할 수 있는 고정밀 카메라, 바람직하게는 2D 카메라를 더 포함하는, 시스템.
KR1020220131686A 2021-10-14 2022-10-13 고정밀 vpd-dc 스캔 KR20230053535A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021126728.5 2021-10-14
DE102021126728 2021-10-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230053535A true KR20230053535A (ko) 2023-04-21

Family

ID=83318751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220131686A KR20230053535A (ko) 2021-10-14 2022-10-13 고정밀 vpd-dc 스캔

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230118379A1 (ko)
EP (1) EP4166922A1 (ko)
KR (1) KR20230053535A (ko)
CN (1) CN115547865A (ko)
TW (1) TWI832365B (ko)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002093872A (ja) * 2000-09-11 2002-03-29 Toshiba Ceramics Co Ltd ウエハ表面部における不純物量測定用分析液の回収装置および方法
JP2005327996A (ja) * 2004-05-17 2005-11-24 Sigma Meltec Ltd 試験液収集装置
JP4521861B2 (ja) * 2004-06-28 2010-08-11 Sumco Techxiv株式会社 半導体ウェーハの薬液回収方法および装置
KR101242246B1 (ko) * 2011-03-21 2013-03-11 주식회사 엘지실트론 웨이퍼 오염 측정장치 및 웨이퍼의 오염 측정 방법
US9196471B1 (en) * 2012-06-01 2015-11-24 Yen Fui Choo Scanner for wafers, method for using the scanner, and components of the scanner
CN110634762A (zh) * 2019-09-25 2019-12-31 上海华力集成电路制造有限公司 Icpms测试方法以及icpms扫描平台
CN213546269U (zh) * 2020-12-17 2021-06-25 西安奕斯伟硅片技术有限公司 晶圆表面金属离子采集装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20230118379A1 (en) 2023-04-20
CN115547865A (zh) 2022-12-30
TW202333254A (zh) 2023-08-16
EP4166922A1 (en) 2023-04-19
TWI832365B (zh) 2024-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9799540B2 (en) Liquid processing apparatus, liquid processing method and storage medium
US7969465B2 (en) Method and apparatus for substrate imaging
US6122562A (en) Method and apparatus for selectively marking a semiconductor wafer
KR101868775B1 (ko) 실리콘 기판용 분석장치
US7586093B2 (en) Apparatus and method for inspecting a sample of a specimen by means of an electron beam
US10784134B2 (en) Image based substrate mapper
US10643835B2 (en) Substrate processing apparatus, liquid processing method, and storage medium
JP7432526B2 (ja) オートサンプラーのコンテナの識別と汚染の監視
CN109427609A (zh) 半导体晶片在线检验的系统及方法
CN111430289A (zh) 晶圆定位校准装置及晶圆定位校准方法
JP3744466B2 (ja) ウエハ検査前処理方法及び処理装置
KR20230053535A (ko) 고정밀 vpd-dc 스캔
JP3705976B2 (ja) 分析・観察装置
KR102226471B1 (ko) 기판 검사기의 시료 용액 샘플링 방법 및 그 장치
CN110416129B (zh) 一种晶圆缺陷标记装置及晶圆缺陷标记方法
JP6547197B2 (ja) 基板汚染分析システム
JP4204434B2 (ja) ウェーハ周辺部の被測定物を回収する方法および装置
EP1542006B1 (en) Impurity measuring method for GE substrates
US20240217102A1 (en) Method for accurately positioning a robotic arm at a target position in an automated sample handling device and such a device
US20230349838A1 (en) Edge inspection of silicon wafers by image stacking
US20240120219A1 (en) Bonding apparatus and bonding method
KR102012208B1 (ko) 기판 검사 방법 및 기판 처리 장치
US20040009619A1 (en) Automatic fluid scanner
JP2020106303A (ja) 基板分析方法および基板分析装置
TWM422747U (en) Wafer inspection system

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal