KR100234903B1 - 애싱 시스템의 애싱가스 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판의 포토레지스트를 제거하기 위한 애싱공정에서 사용되는 애싱챔버에 있어서 애싱가스의 주입구에 각각 별도로 부착된 자동 유량조절기(Mass Flow Controller)를 이용하여 애싱가스를 균일하게 주입함으로써 애싱챔버내의 애싱율 및 균일도를 향상시킨 애싱 시스템(ashing system)의 애싱가스 제어방법에 관한 것이다.

본 발명에 의하면 다수의 분배홀들과 다수의 배기벤트들을 구비한 애싱챔버와, 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급수단과, 애싱가스를 공급하는 애싱가스 공급수단과, 상기 퍼지가스 및 애싱가스 공급수단을 상기 챔버와 연통시키는 공급라인으로 이루어지며, 상기 애싱가스 공급수단은 상기 챔버의 분배홀들에 각각 독립적으로 연결되는 다수의 자동 유량조절기들을 포함하는 애싱 시스템의 애싱가스 제어 방법이 개시된다.

Description

애싱 시스템의 애싱가스 제어방법{Method for controlling of an ashing gas for ashing system}

본 발명은 애싱 시스템(ashing system)의 애싱가스 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판의 포토레지스트를 제거하기 위한 애싱공정에서 사용되는 애싱챔버에 있어서 애싱가스의 주입구에 각각 별도로 부착된 자동유량 조절기(Mass Flow Controller; 이하 "MFC"라 함)를 이용하여 애싱가스를 균일하게 주입함으로써 애싱챔버내의 애싱율 및 균일도를 향상시킨 애싱 시스템의 애싱가스 제어방법에 관한 것이다.

애싱(ashing)이란 기판상의 포토레지스트를 기상에서 제거하는 것을 말하는 것으로 공정 파라미터로 챔버에 공급되는 가스 플로우량을 제어하는 것이 매우 중요하다. 특히, 다량의 웨이퍼를 일괄적으로 처리하는 배치타입(batch type)의 애싱설비에 있어서는 가스 플로우량을 적절히 조절하여 전체 웨이퍼에 가스가 균일하게 공급되도록 하는 것이 무엇보다 중요하다.

도 1에는 종래의 애싱 시스템에 대한 일실시예가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 애싱 시스템은 크게 석영재질의 챔버(20), 챔버(20)의 상하부에 연통된 흡기 플리넘(13)과 배기 플리넘(3)으로 구성된다. 흡기 플리넘(13)에는 애싱가스 O2와 퍼지가스 N2를 공급하는 공급라인(12)에 연결되는 주입구(11)가 형성되고 챔버(20)와는 5 개의 가스분배홀(15)을 통해 연통된다. 또한 챔버(20)로부터의 배기되는 가스는 벤트(5)를 통하여 셀프 클리닝 오리피스(self cleaning orifice; 미도시)를 거쳐 배기 플리넘(3)에 모인다. 이때 셀프 클리닝 오리피스는 자체가 회전함으로써 배기가스에 의해 오리피스에 침적되는 잔류물들을 스스로 제거하는 기능을 갖는다. 배기 플리넘에 모인 배기가스는 배기펌프에 의해 배기라인(1)을 통하여 배기된다.

한편, 공급라인(12)상에는 애싱가스의 공급유량을 조절하기 위한 MFC(16) 및 개폐밸브(14)가 설치되어 있다.

이와 같은 구조의 애싱 시스템의 동작에 대해 설명한다.

먼저, 웨이퍼(10)를 약 50 매정도 적재한 카세트가 챔버(20)내에 장착되고 소정의 공정 분위기를 형성한 후, 개폐밸브(14)를 열면 애싱가스 O2가 공급라인(12)을 통해 흡기 플리넘(13)의 주입구(11)로 공급된다. 이때, 공급되는 애싱가스의 유량은 MFC(16)에서 일괄 조절된다. 공급된 애싱가스는 흡기 플리넘(13)에 연통된 각 분배홀(15)을 통해 챔버(20)내로 유입되어 웨이퍼(10)상의 포토레지스트와 반응한다. 이어 배기가스는 4 개의 벤트(5)를 각각 통하여 배기 플리넘(3)으로 모여 배기라인(1)을 통해 배기된다.

이와 같은 구성의 애싱 시스템에 있어서 공급되는 애싱가스량은 MFC에서 일괄적으로 조절되기 때문에 각 분배홀로 유입되는 가스량이 균일하지 못하였다. 즉, 주입구에서 가까운 부분의 분배홀을 통해서는 많은 양의 가스가 통과하는 반면, 먼 쪽의 분배홀을 통해서는 적은 양의 가스가 통과하게 되어 분배홀의 위치에 따라 가스 유입량의 차가 발생하였다. 이에 따라 챔버내에서 전체적으로 불균일한 상태에서 애싱가스가 포토레지스트와 반응함으로써 애싱율이 감소하고 균일도가 저하한다는 문제점이 있었다. 또한 배기라인은 배기 플리넘의 일측단에 설치되어 있어 배기펌프를 가동하게 되면, 각 분배홀로 주입되는 가스압은 불균일하여 가장 먼 쪽의 분배홀로 유입되는 가스는 도 1에 점선으로 도시된 바와 같이, 곡선을 그리며 유입되어 포토레지스트와 반응한 후 벤트로 배기된다. 따라서 도면의 가장 좌측 부분의 웨이퍼들상의 포토레지스트는 애싱가스와 충분히 반응하지 못하여 전체적으로 애싱이 불균일하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 배기 플리넘을 제거하고 각 분배홀에 애싱가스를 독립적으로 주입함으로써 주입되는 가스의 양을 균일하게 하여 전체적으로 애싱율을 증가시키고 균일도를 향상시키는데 목적이 있다.

도 1은 종래의 애싱 시스템의 구성도

도 2는 본 발명의 애싱 시스템의 구성도

본 발명에 의하면 다수의 분배홀들과 다수의 배기벤트들을 구비한 애싱챔버와, 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급수단과, 애싱가스를 공급하는 애싱가스 공급수단과, 상기 퍼지가스 및 애싱가스 공급수단을 상기 챔버와 연통시키는 공급라인으로 이루어진 애싱 시스템에서 상기 챔버의 분배홀들에 각각 연결되고 전압으로 제어되는 다수의 자동 유량조절기들을 소정의 제어수단을 통해 독립적으로 조절하여 상기 애싱가스의 양을 제어하도록 애싱 시스템이 개시된다.

그리고, 상기 각 자동 유량조절기는 동일한 전압이 인가되거나 상이한 전압으로 인가될 수 있으며, 상기 자동 유량조절기중 배기라인이 설치된 위치로부터 먼 쪽의 가스분배홀에 대응하는 자동 유량조절기에 더 큰 전압이 인가될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 애싱 시스템의 구성이 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 애싱 시스템은 크게 석영재질의 챔버(20)와 챔버(20)의 하부에 연통된 배기 플리넘(3)으로 구성되며, 흡기 플리넘(13)은 제거되어 애싱가스 O2를 공급하는 공급라인(12)들이 직접 챔버(20)에 형성된 5 개의 가스분배홀들(21a, 21b, 21c, 21d, 21e)에 연통되어 있다. 또한 챔버(20)로부터의 배기되는 가스는 벤트(5)를 통하여 셀프 클리닝 오리피스(self cleaning orifice; 미도시)를 거쳐 배기 플리넘(3)에 모인다. 이때 셀프 클리닝 오리피스는 자체가 회전함으로써 배기가스에 의해 오리피스에 침적되는 잔류물들을 스스로 제거하는 기능을 갖는다. 배기 플리넘에 모인 배기가스는 배기펌프에 의해 배기라인(1)을 통하여 배기된다.

한편, 각각의 공급라인(12)들상에는 애싱가스의 공급유량을 조절하기 위한 다수의 MFC들(26a, 26b, 26c, 26d, 26e) 및 개폐밸브(24)가 설치되어 있다. 각 공급라인(12)상에 설치된 MFC들(26a, 26b, 26c, 26d, 26e)은 소정의 제어수단(30)에 의해 각각 독립적으로 제어된다. 또한 상기 공급라인(12)들중의 어느 하나에 퍼지가스 공급장치가 연통된다.

이와 같은 구조의 애싱 시스템의 동작에 대해 설명한다.

먼저, 웨이퍼(10)를 약 50 매정도 적재한 카세트가 챔버(20)내에 장착되고 소정의 공정 분위기를 형성한 후, 각 공급라인(12)상에 설치된 개폐밸브(14)를 열면 애싱가스 O2가 각 공급라인(12)들을 통해 챔버(20)에 형성된 5 개의 가스분배홀들(21a, 21b, 21c, 21d, 21e)에 각각 공급된다. 개폐밸브(24)는 통상 공기압에 의해 작동되는 에어밸브가 사용된다.

이때, 공급되는 애싱가스의 유량은 각 공급라인(12)상에 설치된 다수의 MFC들(26a, 26b, 26c, 26d, 26e)에서 독립적으로 조절되는데, 각 MFC들(26a, 26b, 26c, 26d, 26e)은 제어수단(30)으로부터 제어를 받는다. 제어방법으로는, 예를 들어, 각 MFC들(26a, 26b, 26c, 26d, 26e)에 인가되는 전압을 조정하여 가스 플로우량을 제어할 수 있다. 즉, 각 MFC에 동일한 전압을 인가하여 같은 양의 가스가 플로우되도록 할 수 있다. 또한, 상기한 바와 같이, 배기라인이 배기 플리넘의 일측단에 설치되어 있어 배기펌프를 가동하게 되면, 각 분배홀로 주입되는 가스압은 불균일하여 가장 먼 쪽의 분배홀로 유입되는 가스가 곡선을 그리며 유입되어 포토레지스트와 반응하기 때문에 배기라인에서 가장 먼 쪽에 위치한 웨이퍼들상의 포토레지스트는 애싱가스와 충분히 반응하지 못하여 전체적으로 애싱이 불균일하게 되는 경우에는 각 MFC에 인가하는 전압을 다르게 하여 가스 플로우량을 조절하여 전체적으로 충분하게 반응하도록 할 수 있다. 즉, 제 1 MFC(26a)에 최대전압 5V를 인가하여 단위시간에 100 sccm의 가스를 플로우시킨다면, 제 2 MFC(26b)에는 4V를 인가하여 단위시간에 80 sccm의 가스를 플로우시키는 방식으로 제어할 수 있다.

이어 각 분배홀(15)을 통해 유입된 애싱가스는 챔버(20)내에서 웨이퍼(10)상의 포토레지스트와 반응한다. 이어 배기가스는 4 개의 벤트(5)를 각각 통하여 배기 플리넘(3)으로 모여 배기라인(1)을 통해 배기된다.

이와 같이 함으로써 각 가스분배홀로 유입되는 가스의 양을 균일하게 하는 것이 가능하며, 또한 상황에 따라 각 가스분배홀로의 가스 유입량을 각 MFC별로 독립적으로 제어할 수 있어, 전체적인 애싱율을 증가시키거나 균일도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 다수의 분배홀들과 다수의 배기벤트들을 구비한 애싱챔버와, 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급수단과, 애싱가스를 공급하는 애싱가스 공급수단과, 상기 퍼지가스 및 애싱가스 공급수단을 상기 챔버와 연통시키는 공급라인으로 이루어진 애싱 시스템에 있어서, 상기 애싱가스 공급수단의 자동 유량조절기를 상기 챔버의 분배홀들에 각각 독립적으로 연결되도록 함으로써 각 가스분배홀로 유입되는 가스의 양을 균일하게 할 수 있고, 또한 상황에 따라 각 가스분배홀로의 가스 유입량을 각 MFC별로 독립적으로 제어할 수 있어, 전체적인 애싱율을 증가시키거나 균일도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 다수의 분배홀들과 다수의 배기벤트들을 구비한 애싱챔버와, 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급수단과, 애싱가스를 공급하는 애싱가스 공급수단과, 상기 퍼지가스 및 애싱가스 공급수단을 상기 챔버와 연통시키는 공급라인으로 이루어진 애싱 시스템에서 상기 챔버내에 공급되는 애싱 시스템의 애싱가스 제어 방법에 있어서,

   상기 챔버의 분배홀들에 각각 연결되고 전압으로 제어되는 다수의 자동 유량조절기들을 소정의 제어수단을 통해 독립적으로 조절하여 상기 애싱가스의 양을 제어하는 것을 특징으로 하는 애싱 시스템의 애싱 가스 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 자동 유량조절기는 동일한 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 애싱 시스템의 애싱 가스 제어방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 각 자동 유량조절기는 상이한 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 애싱 시스템의 애싱 가스 제어방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 자동 유량조절기중 배기라인이 설치된 위치로부터 먼 쪽의 가스분배홀에 대응하는 자동 유량조절기에 더 큰 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 애싱 시스템의 애싱 가스 제어방법.