| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2005년 가을 (11/10 ~ 11/11, 한양대학교) |
| 권호 | 11권 2호 |
| 발표분야 | 반도체재료 |
| 제목 | 세정 성능 평가를 위한 실리콘 웨이퍼 표면에서의 입자 오염 방법 |
| 초록 | 반도체 제조 공정 중 세정 공정은 전체 공정의 30%를 차지할 정도로 중요한 공정 중 하나이다. 세정 공정에서는 오염 입자, 금속 오염물, 자연 산화막 등이 제거해야 할 중요 오염물로 인식되고 있다. 오염 입자는 SC1, 금속 오염물은 SC2, 그리고 자연 산화막은 HF 공정으로 제거할 수 있다. 이들 오염물 중 오염 입자는 웨이퍼 표면에 잔류하고 있는 오염 입자의 개수를 세정 공정 전후에 각각 측정하여 세정 성능을 평가하고 있다. 세정 효율을 평가하기 위해서 웨이퍼를 특정 오염 입자로 인위적으로 오염 시킨 뒤 세정 공정으로 오염 입자를 제거하고 세정 전후 웨이퍼 표면에서의 오염 입자 개수를 측정한다. 이때 웨이퍼 인위적인 오염은 현재까지 경험적으로만 실시되어 왔다. 하지만 이를 좀더 구체적이고 표준화시키기 위한 작업이 필요하다. 본 연구에서는 웨이퍼 표면에서의 입자 오염 방법의 표준화를 위해 다양한 오염 입자의 오염 조건을 알아보았다. 오염 입자를 웨이퍼 표면에 균일하게 오염시키기 위해 aerosol 스프레이 방식의 웨이퍼 입자 오염 장치를 제작하였다. 입자 오염 후 오염 입자의 개수 측정은 surface scanner(surface scan 5500 KLA-Tencor Co.)를 사용하였으며 웨이퍼를 오염시키기 위한 오염 입자는 300 nm PSL(Polystyrene Latex, Duke Scientific Co.), 100 nm Si3N4(MTI Co.), 500 nm SiO2(Duke Scientific Co.)가 사용되었다. 오염 입자를 초순수, IPA, 그리고 초순수와 IPA가 혼합된 수용액 내에 일정 비율로 혼합한 뒤 초음파로 5분간 처리하여 오염 입자가 분산된 오염용액을 제조하였다. 제조된 오염용액을 스프레이 건에 연결한 뒤 고순도 질소 가스와 같이 분사하여 웨이퍼를 오염되도록 하였다. 그리고 분사 후 잔류 오염물을 진공펌프로 제거하여 오염 입자 장치 내부의 청정도를 유지하였다. 오염 입자의 오염정도를 알아보기 위해 오염 입자 농도의 변화, 분사 압력의 변화, 오염 입자에 대한 웨이퍼의 노출시간 변화에 따라 웨이퍼 오염 정도를 측정하였다. 오염 입자의 농도, 분사 압력이 증가할수록 오염 입자의 개수는 증가하였으며 스프레이 분사 시간이 증가하고 웨이퍼가 오염 입자에 노출된 시간이 증가할수록 오염도가 증가하였다. 스프레이 분사 후 오염장치 내에서 오염 입자가 고르게 분산될 수 있도록 일정 시간의 간격을 두고 웨이퍼를 노출시켰으며 이때의 지연시간이 길어질수록 오염된 입자의 개수는 감소하였다. 또한 웨이퍼를 오염 입자에 노출 시킬 때 웨이퍼가 수직일 때보다 수평일 때 오염된 입자가 보다 많이 관찰 되었다. 각각의 조건들을 조절함으로써 입자 오염 과정에서 웨이퍼에 오염된 입자의 개수 편차를 최소화 할 수 있었으며 이를 정량화 할 수 있었다. 또한 저농도 오염 입자 조건에서 고농도 조건보다 분사 시간과 웨이퍼의 노출시간이 입자 오염에 미치는 영향이 작다는 것을 확인하였다. 이는 저농도 조건에서는 웨이퍼를 오염시키기에 충분한 수만큼의 오염 입자가 부족하기 때문으로 판단된다. 그러므로 일정 개수 이상의 오염입자를 웨이퍼 표면에 오염시키기 위해서는 적정량 이상의 오염 입자가 필요함을 알 수 있다. |
| 저자 | 김규채, 권태영, 이승호, 이상호, 박진구 |
| 소속 | 한양대 |
| 키워드 | 세정; 세정 성능 평가; 입자 오염 |
