KR20060076037A

KR20060076037A - Wafer cleaning method using micro balls

Info

Publication number: KR20060076037A
Application number: KR1020040115725A
Authority: KR
Inventors: 김민석
Original assignee: 동부일렉트로닉스 주식회사
Priority date: 2004-12-29
Filing date: 2004-12-29
Publication date: 2006-07-04

Abstract

본 발명은 마이크로 볼을 이용한 웨이퍼 세정 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 상기 웨이퍼상에 오염물을 제거하기 위해 음파 에너지를 마이크 볼에 인가하여 마이크로 볼과 입자들과의 탄성충돌에 의한 세정 단계, 상기 웨이퍼상에 오염물질을 제거하기 위해 음파 에너지를 마이크로 볼에 인가하는 세정 단계, 상기 세정 공정 후 마이크로 볼을 제거하는 2차 세정 단계에 관한 것이다.The present invention relates to a method for cleaning a wafer using micro balls, and more particularly, to clean the wafer by applying an acoustic wave energy to the microphone ball to remove the contaminants on the wafer. A cleaning step of applying sonic energy to the micro balls to remove contaminants on the phase, and a second cleaning step of removing the micro balls after the cleaning process.

따라서, 본 발명의 마이크로 볼을 이용한 세정 방법은 웨이퍼 상에 오염물로 존재하는 백금을 음파 에너지와 마이크로 볼에 인가된 음파 진동 에너지에 의해 제거하는 방법과 마이크로 볼에 의한 탄성 충돌의 물리적인 방법이 사용되고, 상기 공정 후 마이크로 볼을 제거하는 2차의 세정을 통해 웨이퍼 표면 입자들을 제거하는 효과를 얻을 수 있다.Therefore, the cleaning method using the microball of the present invention is used to remove the platinum present as a contaminant on the wafer by the sonic energy and the sonic vibration energy applied to the microball, and the physical method of elastic collision by the microball is used. After the process, the secondary cleaning to remove the micro balls can be obtained to remove the wafer surface particles.

소닉 세정, 소닉 에너지, Sonic cleaning, sonic energy,

Description

Method for cleaning the wafer using micro ball}

도 1는 종래 기술에 의한 세정 방법.1 is a cleaning method according to the prior art.

도 2a 내지 2b는 본 발명에 의한 세정 방법.2a to 2b is a cleaning method according to the present invention.

본 발명은 마이크로 볼을 이용한 웨이퍼 세정 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 웨이퍼 상에 오염물질로 존재하는 파티클을 음파 에너지, 마이크로 볼에 인가된 음파 진동 에너지에 의한 제거, 마이크로 볼에 의한 탄성 충돌의 물리적인 방법으로 세정이 이루어진다. 상기 공정 후 마이크로 볼을 제거하는 2단계의 세정을 통해 웨이퍼 표면의 입자들을 제거하는 세정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for cleaning a wafer using micro balls, and more particularly, to remove particles present as contaminants on a wafer by acoustic wave energy, acoustic wave energy applied to micro balls, and physical impact of elastic collision by micro balls. The cleaning is done in a phosphorous manner. It relates to a cleaning method for removing particles on the wafer surface through a two-step cleaning to remove the micro balls after the process.

반도체 회로 소자들이 갈수록 고기능화되고, 소형화되면서 반도체 공정의 청정 기술도 점차 높은 수준이 요구되고 있다. 산업 제조 공정에는 입자들(particle)의 수준을 0.1㎛이하로 낮추기 위해 노력하고 있고, 결함 밀도 수준(defect density level)을 0.001 파티클/㎠보다 작게 만들기 위한 것을 목표로 하고 있다.As semiconductor circuit devices become increasingly functional and miniaturized, clean technologies for semiconductor processes are increasingly required. In the industrial manufacturing process, efforts are made to reduce the particle level to 0.1 μm or less, and aim to make the defect density level less than 0.001 particles / cm 2.

반도체 제조 공정 중에 가장 기본적인 기술의 하나가 세정 기술이다. 반도체 함조 과정은 웨이퍼의 표면을 형성하기 위하여 여러 단계의 공정을 거치게 되는데, 각 단계에서 소정의 공정이 수행되는 반도체에는 각종 오염물이 생기고 잔존하게 되므로 일정 시간 간격으로 반도체를 세정하여 공정을 진행해야 한다. 그러므로 세정 기술은 반도체 제조 공정중에 발생하는 여러 가지 오염물을 물리적, 화학적 방법을 구사해서 제거하려는 것이다.One of the most basic techniques in the semiconductor manufacturing process is the cleaning technique. The semiconductor coarsening process goes through several steps in order to form the surface of the wafer. In the semiconductor process, various contaminants are generated and remain in each step, so the semiconductor must be cleaned at regular intervals. . Therefore, cleaning technology aims to remove various contaminants generated during the semiconductor manufacturing process by using physical and chemical methods.

세정 시스템(cleaning system)은 청정 및 건조 장치(cleaning and dry equipment), 가열 및 냉각 장치(heating and cooling equipment), 로봇 웨이퍼 핸들링 장치(robotic wafer handling apparatus), 제어 장치(control equipment), 청정 세정용액 저장 및 분배장치(sorting and disposing cleaning solution)와 청정실(clean room)을 구비한다. 웨이퍼는 카세트에 담겨 연속적으로 세정용액이 담긴 탱크를 지나가게 된다. 일반적으로 청정 세정용액(cleaning solution)에 사용되는 것은 SC-1, SC-2 등이 있다. The cleaning system includes cleaning and dry equipment, heating and cooling equipment, robotic wafer handling apparatus, control equipment, and clean cleaning solution. It is equipped with a sorting and disposing cleaning solution and a clean room. The wafer is placed in a cassette and continuously passed through a tank containing cleaning solution. Generally used in a cleaning solution (cleaning solution) is SC-1, SC-2 and the like.

웨이퍼상의 오염을 제거하는 다른 방법은 메가소닉 크리닝(megasonic cleaning) 방법이 있다. 상기 메가소닉 크리닝 방법은 웨이퍼가 액체속에 담겨져 있는 경우에, 고주파수의 음파 에너지(sonic energy)를 이용해서 웨이퍼의 상면 및 하면을 세정한다.Another method of removing contamination on the wafer is the megasonic cleaning method. In the megasonic cleaning method, when the wafer is immersed in a liquid, the upper and lower surfaces of the wafer are cleaned using high-frequency sonic energy.

상기 메가소닉 시스템(megasonic system)을 이용하는 경우는, 필림속에 흡수된 오염물들과 입자들이 동시에 제거된다. 압전 변환기(piezoelectric transducer) 의 배열에 의해 발생되는 음파 웨이브들은 보통 850Hz 내지 900Hz의 주파수를 가진다. 이러한 메가소닉 세정의 경우에는 0.2㎛크기의 입자들도 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있다.When using the megasonic system, contaminants and particles absorbed in the film are simultaneously removed. Acoustic waves generated by the arrangement of piezoelectric transducers usually have a frequency of 850 Hz to 900 Hz. In the case of such megasonic cleaning, particles having a size of 0.2 μm may be effectively removed.

도 1은 종래 기술에 의한 세정 방법이다. 웨이퍼(11) 표면에 부착된 오염물을 제거하기 위한 메가소닉 방법은 웨이퍼(11) 기판의 저면에 메가소닉을 발생시키는 진동자(10)를 접촉시킨다. 1 is a cleaning method according to the prior art. The megasonic method for removing contaminants adhering to the wafer 11 surface is brought into contact with the vibrator 10 generating megasonic on the bottom surface of the wafer 11 substrate.

종래의 화학적 세정 방법은 두가지 방식으로 수행될 수 있는데, 첫째는 세정조 내에 웨이퍼를 담그는(dip) 것으로 배치(batch) 타입의 세정 방식이며, 둘째는 세정액을 웨이퍼에 분사(spray)시키는 것으로 매엽식 타입의 세정 방식이다. Conventional chemical cleaning methods can be performed in two ways: firstly, by dipping the wafer into the cleaning bath, and then in the batch type, and secondly by spraying the cleaning liquid onto the wafer. Type of cleaning method.

화화적 혹은 초순수(Di-water) 배스(bath, 12)내에 진동자(10)에서 발생한 음파 에너지로만 웨이퍼(11)의 오염물을 제거한다. 따라서 제조 공정에서는 2㎛이하의 입자들이 남는 경우가 자주 발생된다. 입자들의 제거효율은 음파 에너지와 입자들의 크기에 영향을 받는다. 특정한 경우 박편(flake) 형태의 표면에 납작하게 엎드린 모양의 입자들은 상대적으로 제거 효율이 떨어지는 단점이 있다. The contaminants of the wafer 11 are removed only by sound wave energy generated by the vibrator 10 in a chemical or di-water bath 12. Therefore, in the manufacturing process, particles of less than 2㎛ often occur. The removal efficiency of the particles is affected by the sonic energy and the size of the particles. Particularly, flat particles lying on a flake-shaped surface have a relatively low removal efficiency.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 웨이퍼 상에 오염물로 존재하는 파티클을 음파 에너지, 마이크로 볼에인가된 음파 진동 에너지에 의한 입자 제거, 마이크로 볼에 의한 탄성 충돌의 물리적인 방법으로 세정이 이루어진다. 상기 공정 후 마이크로 볼을 제거한 후 진행 하는 2차의 세정을 통해 웨이퍼 표면의 입자들을 제거하는 세정 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
Accordingly, the present invention is to solve all the disadvantages and problems of the prior art as described above, by removing the particles present as a contaminant on the wafer by the acoustic wave energy, the acoustic wave energy applied to the micro ball, by the micro ball The cleaning is done by a physical method of elastic impact. It is an object of the present invention to provide a cleaning method for removing particles on the surface of a wafer by performing secondary cleaning after removing the micro balls after the above process.

본 발명의 상기 목적은 상기 웨이퍼상에 오염물을 제거하기 위해 음파 에너지를 마이크 볼에 인가하여 마이크로 볼과 입자들과의 탄성충돌에 의한 세정 단계, 상기 웨이퍼상에 오염물질을 제거하기 위해 음파 에너지를 마이크로 볼에 인가하는 세정 단계, 상기 세정 공정 후 마이크로 볼을 제거하는 2차 세정 단계에 의해 달성된다.The object of the present invention is to apply the sound wave energy to the microphone ball to remove contaminants on the wafer, the cleaning step by the elastic collision between the micro ball and the particles, to remove the contaminants on the wafer A cleaning step applied to the micro balls, followed by a secondary cleaning step of removing the micro balls after the cleaning process.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면(또는, 본 발명의 명세서에 첨부된 도면)을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.Details of the above object and technical configuration of the present invention and the effects thereof according to the present invention will be more clearly understood from the following detailed description with reference to the drawings showing preferred embodiments of the present invention (or drawings attached to the specification of the present invention). Will be understood.

메모리 소자(memroy device)가 고집적화됨에 따라 웨이퍼나 포토 마스크(photomask)에 미세 회로 패턴을 형성하는 반도체 제조 공정중에서 치명적인 결함으로 작용하는 입자를 제거하기 위한 세정 공정의 중요성이 점차 증가하고 있다. As memory devices have been highly integrated, the importance of cleaning processes for removing particles that act as fatal defects in semiconductor manufacturing processes in which fine circuit patterns are formed on wafers or photomasks is increasing.

또한, 회로 설계가 마이크론 이하로 줄어들면서 허용 가능한 입자의 크기도 작아지고, 상기 작은 크기의 입자는 기판과 작용하는 강한 접착력으로 기존의 세정 방법으로는 제거가 용이하지 않다.In addition, as the circuit design is reduced to less than microns, the allowable particle size is also reduced, and the small size particles are not easily removed by conventional cleaning methods due to the strong adhesive force acting on the substrate.

상기 입자들의 접착력(adhesion force)을 극복할 수 있는 힘을 세정 대상물에 효과적으로 작용시켜 불순물 입자들을 제거하는데 있다. 상기 세정 방법의 하나 로 메가음파 세정 방법을 들수 있다. A force capable of overcoming the adhesion force of the particles is effectively applied to the object to be cleaned to remove the impurity particles. One of the above washing methods includes a megasonic washing method.

도 2a 내지 2b는 본 발명에 의한 세정 방법이다. 2A to 2B are cleaning methods according to the present invention.

먼저, 도 2a는 웨이퍼(21)상에 오염물로 파티클을 제거하기 위해 음파 진동자(20)에서 발생하는 음파 에너지를 마이크로 볼(23)에 인가하여 음파 진동 에너지에 의해 입자들과 탄성 충돌(브라운 운동)에 의해 물리적인(mechanical) 방법으로 세정하는 과정이다. 상기 마이크로 볼은 화학적 반응을 하지 않는 2㎛정도의 볼 형태의 입자이다. First, FIG. 2A illustrates that the acoustic energy generated by the acoustic wave oscillator 20 is applied to the micro balls 23 to remove particles with contaminants on the wafer 21, and thus elastically collides with the particles by the acoustic wave energy (Brown motion). It is the process of cleaning by a mechanical method by). The micro balls are particles having a ball shape of about 2 μm that do not undergo a chemical reaction.

도 2b는 상기 공정으로 남은 마이크로 볼의 일부 입자가 웨이퍼(21)에 남아 있을 경우가 있으므로, 상기 마이크로 볼을 완전히 제거하는 과정이다.2B is a process of completely removing the micro balls because some particles of the micro balls remaining in the process may remain in the wafer 21.

상술한 본 발명의 실시예는 웨이퍼 상에 오염물로 존재하는 파티클을 세정하는 방법으로, 음파 에너지와 마이크로 볼에 의한 음파 진동 에너지에 의한 입자 제거와 마이크로 볼에 의한 탄성 충돌에 의한 물리적인 방법이 사용된다. 상기 공정은 2차의 세정을 통해 웨이퍼 표면의 입자들을 제거하는 세정 효과를 최대한 높이는 효과를 얻을 수 있다. The embodiment of the present invention described above is a method for cleaning particles existing as contaminants on a wafer, and the physical method by particle removal by acoustic wave energy and acoustic wave vibration energy by micro balls and elastic collision by micro balls is used. do. The process can achieve the effect of maximizing the cleaning effect of removing particles on the wafer surface through secondary cleaning.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.The present invention has been shown and described with reference to the preferred embodiments as described above, but is not limited to the embodiments described above by those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit of the present invention. Various changes and modifications will be possible.

따라서, 본 발명의 마이크로 볼을 이용한 세정 방법은 웨이퍼 상에 오염물로 존재하는 파티클을 음파 에너지와 마이크로 볼에 인가된 음파 진동 에너지에 의해 제거하는 방법과 마이크로 볼에 의한 탄성 충돌의 물리적인 방법이 사용되고, 상기 공정 후 마이크로 볼을 제거하는 2차의 세정을 통해 웨이퍼 표면 입자들을 제거하는 효과를 얻을 수 있다. Therefore, in the cleaning method using the microball of the present invention, a method of removing particles existing as contaminants on the wafer by sound wave energy and sound wave vibration energy applied to the micro ball and a physical method of elastic collision by the micro ball are used. After the process, the secondary cleaning to remove the micro balls can be achieved to remove the wafer surface particles.

Claims

In the wafer cleaning method using a micro ball,

Cleaning by the elastic collision between the micro balls and the particles by applying acoustic energy to the microphone balls to remove contaminants on the wafer;

A cleaning step of applying acoustic energy to the micro balls to remove contaminants on the wafer; and

Cleaning step to remove the micro ball after the cleaning process

Cleaning method using a micro ball, characterized in that it comprises a.

The method of claim 1,

The cleaning method using the micro ball is characterized in that the washing step is performed in a bath of the bath type.

The method of claim 1,

Cleaning method using a micro ball, characterized in that the foreign matter on the wafer is a metal foreign matter generated during the semiconductor process