KR100247462B1 - Semiconductor photoresist film removal device using plasma - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼의 감광막 제거 장치에 관한 것이다. 플라즈마를 이용한 감광막 제거 장치는, 웨이퍼를 반응실에 넣고 고주파를 인가한 상태로 산소 기체를 주입하여, 반응실 내부에 생성되는 플라즈마의 높은 에너지를 이용하여 웨이퍼의 감광막을 산화시켜 제거한다. 종래의 감광막 제거 장치는 반응실을 지지하기 위하여 반응실과 결합되어 있는 알루미늄 플랜지에 플라즈마의 영향에 의한 불순물 입자가 발생되어 웨이퍼에 불량을 야기할 수 있다. 따라서 본 발명은 플라즈마 반응실 내부로 노출되는 플랜지의 면에 세라믹 방호 링이 장착된 감광막 제거 장치를 제공한다. 세라믹 방호 링에 의하여 알루미늄 플랜지는 플라즈마의 영향으로부터 보호되며 불순물 입자의 발생이 방지된다. 따라서 반도체 웨이퍼의 수율이 향상되며, 감광막 제거 장치의 신뢰도 및 공정의 생산성이 향상된다.The present invention relates to an apparatus for removing a photosensitive film of a semiconductor wafer using plasma. In the photoresist removal apparatus using plasma, oxygen gas is injected into the reaction chamber while applying a high frequency, and the photoresist film of the wafer is oxidized and removed using the high energy of plasma generated inside the reaction chamber. In the conventional photoresist removal apparatus, impurity particles may be generated in the aluminum flange coupled to the reaction chamber to support the reaction chamber, thereby causing defects in the wafer. Accordingly, the present invention provides a photoresist removal device equipped with a ceramic protection ring on a surface of a flange exposed into a plasma reaction chamber. The ceramic shield ring protects the aluminum flange from the effects of plasma and prevents the generation of impurity particles. As a result, the yield of the semiconductor wafer is improved, and the reliability of the photoresist removing device and the productivity of the process are improved.

Description

플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼의 감광막 제거 장치Device for removing photoresist of semiconductor wafer using plasma

본 발명은 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼의 감광막 제거 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반응실에 산소 기체를 주입하고 플라즈마의 높은 에너지를 이용하여 반도체 웨이퍼의 감광막을 산화시켜 제거하는 장치에 있어서 세라믹 방호 링을 장착하여 플라즈마에 의한 불순물 입자의 발생을 방지하기 위한 감광막 제거 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for removing a photosensitive film of a semiconductor wafer using plasma, and more particularly, to a ceramic protective ring in an apparatus for injecting oxygen gas into a reaction chamber and oxidizing and removing the photosensitive film of a semiconductor wafer using high energy of plasma. The present invention relates to a photosensitive film removing apparatus for preventing the generation of impurity particles by plasma.

반도체 제품의 제조 공정은 크게 웨이퍼 가공(wafer fabrication)과 패키지 조립(package assembly)과 테스트로 구분된다. 이 중에서 특히 웨이퍼 가공 공정은 반도체 물질의 얇고 둥근 판인 웨이퍼(wafer)의 안 또는 위에 회로나 소자를 만드는 일련의 조작으로서, 웨이퍼에 확산(diffusion), 사진(photo), 식각(etch), 박막(thin film) 공정들을 여러차례 반복하여 진행하면서, 전기회로를 구성하는 전 과정을 말한다.The manufacturing process of semiconductor products is largely divided into wafer fabrication, package assembly and test. In particular, the wafer processing process is a series of operations for making circuits or devices in or on a wafer, a thin, rounded plate of semiconductor material, which includes diffusion, photo, etch, and thin films on the wafer. thin film) It is the whole process of constructing an electric circuit by repeating the process several times.

반도체 웨이퍼 상에는 금속층 또는 절연층의 여러층들이 패턴으로 형성되는데, 이와 같은 작업을 위하여 감광막(photoresist)을 입히고 제거하는 공정이 필요하다. 도 1을 참조하여 전형적인 패턴 형성 과정을 설명하자면, 우선 웨이퍼(10)의 반도체 기판(11) 위에 패턴을 형성하고자 하는 층(12)이 덮이며, 그 위에 다시 감광막(13)이 도포된다(도 1a). 감광막(13) 위에는 패턴이 그려져 있는 마스크(14)가 놓이며, 마스크(14)를 통하여 빛을 조사하게 되면 빛을 받은 감광막 부위(13a)는 그 화학적 성질이 변하게 된다(도 1b). 성질이 변한 감광막 부위(13a)는 현상액에 의하여 제거됨으로써 감광막(13)은 소정의 원하는 패턴과 동일한 패턴으로 일단 형성되게 된다(도 1c). 계속해서 감광막(13)을 마스크 삼아 식각 공정을 진행하게 되면, 층(12)은 소정의 패턴을 이루게 된다(도 1d). 그리고는 남아 있는 감광막을 제거함으로써 패턴 형성 과정이 완료된다(도 1e).Several layers of a metal layer or an insulating layer are formed in a pattern on a semiconductor wafer. For this operation, a process of applying and removing a photoresist is required. Referring to FIG. 1, a typical pattern forming process will be described. First, a layer 12 on which a pattern is to be formed is covered on a semiconductor substrate 11 of a wafer 10, and a photosensitive film 13 is applied thereon again (FIG. 1a). A mask 14 having a pattern is placed on the photoresist layer 13, and when the light is irradiated through the mask 14, the chemical property of the photoresist layer 13a that receives the light is changed (FIG. 1B). The photosensitive film portion 13a whose properties are changed is removed by the developer so that the photosensitive film 13 is once formed in the same pattern as a predetermined desired pattern (FIG. 1C). Subsequently, when the etching process is performed using the photoresist film 13 as a mask, the layer 12 forms a predetermined pattern (FIG. 1D). Then, the pattern forming process is completed by removing the remaining photoresist film (FIG. 1E).

감광막(12)의 제거에는 식각과 마찬가지로 습식 방법 또는 건식 방법이 있다. 습식 방법은 화공약품을 사용하는 것이며, 건식 방법은 플라즈마(plasma)를 이용하는 것이다. 특히, 건식 방법은 웨이퍼를 반응실(chamber)에 넣고 고주파를 인가한 상태로 산소 기체를 주입하여, 반응실 내부에 생성되는 플라즈마의 영향으로 산소가 높은 에너지 준위로 여기되도록 하여 감광막을 산화시키는 것이다. 이는 습식 방법보다 비싼 공정이지만, 화공약품을 취급할 필요를 덜어 준다. 그리고 세척 공정도 필요없다.Removal of the photosensitive film 12 includes a wet method or a dry method similarly to etching. The wet method uses chemicals, and the dry method uses plasma. In particular, a dry method is to oxidize a photosensitive film by placing a wafer in a reaction chamber and injecting oxygen gas while applying a high frequency wave so that oxygen is excited at a high energy level under the influence of plasma generated inside the reaction chamber. . This is a more expensive process than the wet method, but it reduces the need for handling chemicals. And no cleaning process is necessary.

도 2는 플라즈마를 이용한 종래의 감광막 제거 장치(20)의 사시도이다. 도 2를 참조하면, 감광막 제거 장치(20)는 반응실(21; chamber), 플랜지(22; flange), 차폐 터널(23; shield tunnel), 개폐문(24; door), 개폐수단(25), 웨이퍼 지지보(26; wafer beam)로 구성된다. 원통형의 반응실(21)은 플랜지(22)와 결합하여 지지되며, 감광막이 입혀진 반도체 웨이퍼(10)와 산소 기체가 공급되고, 플라즈마에 의하여 감광막을 제거하는 곳이다. 반응실(21) 내부에 삽입되어 웨이퍼(10) 주위를 둘러싸는 원통형의 차폐 터널(23)에는 복수개의 구멍(23a)들이 뚫려 있다. 개폐문(24)은 플랜지(22)와 개폐수단(25)에 의하여 연결되며, 반응실(21)을 개폐시킬 수 있다. 반응실(21)은 석영으로 형성되고, 개폐문(24) 및 웨이퍼 지지보(26)는 세라믹으로 형성되며, 플랜지(22)와 차폐 터널(23)은 알루미늄으로 형성된다.2 is a perspective view of a conventional photosensitive film removing apparatus 20 using plasma. Referring to FIG. 2, the photosensitive film removing apparatus 20 may include a reaction chamber 21, a flange 22, a shield tunnel 23, an opening and closing door 24, an opening and closing means 25, It is composed of a wafer support 26 (wafer beam). The cylindrical reaction chamber 21 is coupled to the flange 22 to be supported, where the photosensitive film-coated semiconductor wafer 10 and oxygen gas are supplied, and the photoresist film is removed by plasma. A plurality of holes 23a are drilled in the cylindrical shielding tunnel 23 inserted into the reaction chamber 21 and surrounding the wafer 10. The opening and closing door 24 is connected by the flange 22 and the opening and closing means 25, and can open and close the reaction chamber 21. The reaction chamber 21 is made of quartz, the opening and closing door 24 and the wafer support beam 26 are made of ceramic, and the flange 22 and the shielding tunnel 23 are made of aluminum.

웨이퍼 적재함(15)에 적재된 복수개의 웨이퍼(10)는 웨이퍼 지지보(26)에 실려 반응실(21) 안으로 넣어지며, 웨이퍼(10)가 공급된 후 반응실(21) 안은 진공 상태가 된다. 반응실(21) 내부는 다시 산소 기체로 채워지며, 높은 에너지의 고주파(RF; radio frequency)를 인가하면 반응실(21) 내부는 플라즈마 상태가 된다. 플라즈마에 의하여 반응실(21) 내부의 분자들은 매우 높은 에너지 상태로 여기되고, 감광막(CxHy)은 산소와 반응하여 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 및 수증기(H2O)로 되며, 기체 상태로 배기되어 제거된다.The plurality of wafers 10 loaded in the wafer stack 15 are loaded into the wafer support beam 26 into the reaction chamber 21, and after the wafer 10 is supplied, the reaction chamber 21 is in a vacuum state. . The inside of the reaction chamber 21 is filled with oxygen gas again, and when a high energy radio frequency (RF) is applied, the inside of the reaction chamber 21 is in a plasma state. The molecules in the reaction chamber 21 are excited by the plasma at a very high energy state, and the photosensitive film CxHy reacts with oxygen to form carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ), and water vapor (H 2 O). It is exhausted to a state and removed.

그런데 반응실(21) 내부로 노출되는 플랜지(22)의 일부 면은 플라즈마에 의하여 마모되거나 부식되기 쉽다. 그 결과 불순물 입자들이 발생하여 웨이퍼(40)의 전기적 특성 불량을 야기하게 된다. 도 2와 아울러, 감광막 제거 장치(20)의 일부를 확대하여 도시한 도 3을 참조하면, 개폐문(24)이 닫히고 웨이퍼(10)가 반응실(21)로 공급되어 감광막의 제거 반응이 진행될 때, 반응실(21)을 지지하기 위한 알루미늄 플랜지(22)는 플라즈마에 노출되게 된다. 따라서 알루미늄 플랜지(22)는 직접적으로 플라즈마의 영향을 받아 마모되거나 부식되어 불순물 입자(29)들을 발생시키게 된다. 이 불순물 입자(29)들은 웨이퍼(10)에 치명적인 불량을 야기할 수 있다.However, some surfaces of the flange 22 exposed inside the reaction chamber 21 are likely to be worn or corroded by the plasma. As a result, impurity particles are generated, which causes poor electrical characteristics of the wafer 40. 2 and an enlarged view of a part of the photoresist film removing apparatus 20, when the opening / closing door 24 is closed and the wafer 10 is supplied to the reaction chamber 21, the photoresist film removal reaction proceeds. The aluminum flange 22 for supporting the reaction chamber 21 is exposed to the plasma. Therefore, the aluminum flange 22 is directly affected by the plasma to be worn or corroded to generate impurity particles 29. These impurity particles 29 may cause fatal defects in the wafer 10.

반도체 웨이퍼(10)에 발생되는 불량의 한 예를 도 4에 도시하였다. 도 4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(10)에 형성된 회로배선(12b)들 간의 간격보다 큰 직경을 갖는 불순물 입자(29)는 회로배선(12b)들을 단락시켜 전기적 특성 불량을 야기할 수 있다. 이러한 불량을 방지하기 위하여 주기적으로 감광막 제거 장치의 내부를 클리닝하여 불순물 입자들을 제거하기는 하지만, 이 방법만으로는 상기 문제점을 해결하기에 미흡하며, 또 근본적으로 불순물 입자들의 발생을 방지하지도 못한다. 그리고 주기적으로 클리닝 작업을 해야 하기 때문에 번거로우며 그만큼 생산성이 떨어지다. 도 4의 도면부호 12a는 절연층을 나타낸다.An example of the defect which arises in the semiconductor wafer 10 is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the impurity particles 29 having a diameter larger than the gap between the circuit wirings 12b formed on the wafer 10 may short circuit the circuit wirings 12b and cause electrical property defects. In order to prevent such defects, the inside of the photoresist removing apparatus is periodically cleaned to remove impurity particles, but this method alone is insufficient to solve the above problems, and does not fundamentally prevent the generation of impurity particles. In addition, it is cumbersome and requires less cleaning because it needs to be cleaned periodically. Reference numeral 12a in FIG. 4 denotes an insulating layer.

따라서, 본 발명의 목적은 반도체 웨이퍼의 감광막 제거에 따른 불순물 입자의 발생을 방지하는 데 있다.Therefore, an object of the present invention is to prevent the generation of impurity particles due to the removal of the photosensitive film of the semiconductor wafer.

본 발명의 다른 목적은 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼의 감광막 제거 장치의 신뢰도 및 그 공정의 생산성을 향상시키는 것이다.Another object of the present invention is to improve the reliability and productivity of the photoresist removal apparatus of a semiconductor wafer using plasma.

본 발명의 또 다른 목적은 반도체 웨이퍼의 수율을 향상하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to improve the yield of semiconductor wafers.

도 1a 내지 도 1e는 반도체 웨이퍼에 감광막을 이용하여 패턴을 형성하는 전형적인 과정을 나타내는 단면도들,1A to 1E are cross-sectional views illustrating a typical process of forming a pattern using a photosensitive film on a semiconductor wafer;

도 2는 종래기술에 따른 감광막 제거 장치의 한 예를 나타내는 사시도,2 is a perspective view showing an example of a photosensitive film removing apparatus according to the prior art,

도 3은 도 2의 감광막 제거 장치의 일부를 확대하여 도시한 부분 절개 사시도,3 is a partially cut-away perspective view of a part of the photosensitive film removing device of FIG.

도 4는 종래의 감광막 제거 장치에 의하여 반도체 웨이퍼에 발생되는 불량의 한 예를 도시한 사시도,4 is a perspective view showing an example of a defect generated in a semiconductor wafer by a conventional photosensitive film removing apparatus;

도 5는 본 발명에 따른 감광막 제거 장치의 실시예를 나타내는 사시도,5 is a perspective view showing an embodiment of a photosensitive film removing device according to the present invention;

도 6은 도 5에 도시된 감광막 제거 장치의 주요 구성요소 간의 관계를 나타내는 분해 사시도,6 is an exploded perspective view showing the relationship between the main components of the photosensitive film removing device shown in FIG.

도 7은 도 5의 감광막 제거 장치의 일부를 확대하여 도시한 부분 절개 사시도,FIG. 7 is an enlarged partial perspective view of a portion of the photosensitive film removing apparatus of FIG. 5; FIG.

도 8은 종래의 감광막 제거 장치와 본 발명의 감광막 제거 장치의 테스트 결과를 비교하여 보여주는 도이다.8 is a view showing a comparison between the test results of the conventional photosensitive film removing device and the photosensitive film removing device of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10 : 웨이퍼(wafer) 11 : 기판(substrate)10 wafer 11 substrate

12 : 층(layer) 13 : 감광막(photoresist)12 layer 13 photoresist

14 : 마스크(mask) 15 : 웨이퍼 적재함(wafer boat)14 mask 15 wafer boat

20, 30 : 감광막 제거 장치(asher) 21, 31 : 반응실(chamber)20, 30: photosensitive film removing unit (asher) 21, 31: reaction chamber (chamber)

22, 32 : 플랜지(flange) 23, 33 : 차폐 터널(shield tunnel)22, 32: flange 23, 33: shield tunnel

24, 34 : 개폐문(door) 25, 35 : 개폐수단24, 34: door 25, 35: opening and closing means

26, 36 : 웨이퍼 지지보(wafer beam)26, 36: wafer beam

37 : 산소 주입관 38 : 배기관37: oxygen injection pipe 38: exhaust pipe

39 : 체결수단 40 : 방호 링(guard ring)39: fastening means 40: guard ring

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 플라즈마 반응실 내부로 노출되는 플랜지의 면에 방호 링이 장착되어 있는 반도체 웨이퍼의 감광막 제거 장치를 제공한다. 플라즈마를 이용한 본 발명의 감광막 제거 장치는, 감광막이 입혀진 반도체 웨이퍼와 산소 기체가 공급되며 플라즈마를 발생시키는 원통형의 반응실과, 반응실의 일부와 결합하여 반응실을 지지하는 플랜지와, 반응실 내부에 삽입되어 웨이퍼 주위를 둘러싸며 복수개의 구멍들이 뚫려 있는 원통형의 차폐 터널과, 플랜지와 개폐수단에 의하여 연결되어 반응실을 개폐시킬 수 있는 개폐문을 포함한다. 특히, 플랜지의 면에 형성된 방호 링은 플랜지와 반응실 내부의 플라즈마를 차단한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an apparatus for removing a photosensitive film of a semiconductor wafer in which a protective ring is mounted on a surface of a flange exposed inside a plasma reaction chamber. The photoresist removal apparatus of the present invention using plasma includes a cylindrical reaction chamber coated with a photoresist film and a cylindrical reaction chamber supplied with oxygen gas to generate plasma, a flange supporting the reaction chamber in combination with a part of the reaction chamber, and inside the reaction chamber. And a cylindrical shielding tunnel inserted and surrounding the wafer and having a plurality of holes, and an opening and closing door connected to the flange and the opening and closing means to open and close the reaction chamber. In particular, the protective ring formed on the face of the flange blocks the plasma inside the flange and the reaction chamber.

감광막 제거 장치의 반응실은 석영으로 형성되며, 플랜지과 차폐 터널은 알루미늄으로 형성된다. 특히, 방호 링은 세라믹으로 형성되는 것이 바람직하다.The reaction chamber of the photoresist removing apparatus is made of quartz, and the flange and the shielding tunnel are made of aluminum. In particular, the protective ring is preferably formed of a ceramic.

본 발명의 감광막 제거 장치는 개폐문과 결합되어 있는 웨이퍼 지지보를 더 포함할 수 있으며, 웨이퍼가 웨이퍼 지지보에 지지되어 반응실 내부로 공급될 수 있다. 이 때, 웨이퍼는 웨이퍼 적재함에 복수개 적재되어 웨이퍼 지지보에 제공될 수 있다.The photoresist removal apparatus of the present invention may further include a wafer support beam coupled to the opening and closing door, and the wafer may be supported by the wafer support beam and supplied into the reaction chamber. In this case, a plurality of wafers may be loaded in the wafer loading box and provided to the wafer support beam.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면 전반을 통틀어 동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention. Like numbers refer to like elements throughout.

도 5는 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼(10)의 감광막 제거 장치(30)의 실시예를 나타내는 사시도이다. 도 6은 도 5에 도시된 감광막 제거 장치의 주요 구성요소 간의 관계를 나타내는 분해 사시도이고, 도 7은 도 5의 감광막 제거 장치의 일부를 확대하여 도시한 부분 절개 사시도이다. 도 5 내지 도 7을 참조하면, 감광막 제거 장치(30)는 원통형의 반응실(31)이 플랜지(32)와 결합하여 지지되며, 반응실(31) 내부에 복수개의 구멍(33a)들이 뚫려 있는 원통형의 차폐 터널(33)이 삽입된다. 또한 개폐문(34)이 개폐수단(35)에 의하여 플랜지(32)와 연결되어 반응실(31)을 개폐시킬 수 있으며, 개폐문(34)에 결합된 웨이퍼 지지보(36)가 반응실(31) 쪽으로 돌출되어 있어서 웨이퍼(10)를 반응실(31) 안으로 공급할 수 있도록 되어 있다.5 is a perspective view showing an embodiment of the photosensitive film removing apparatus 30 of the semiconductor wafer 10 using the plasma according to the present invention. FIG. 6 is an exploded perspective view showing a relationship between main components of the photoresist removing device shown in FIG. 5, and FIG. 7 is a partially cutaway perspective view showing an enlarged part of the photoresist removing device of FIG. 5. 5 to 7, the photosensitive film removing apparatus 30 is supported by a cylindrical reaction chamber 31 coupled with the flange 32, and a plurality of holes 33a are drilled in the reaction chamber 31. A cylindrical shield tunnel 33 is inserted. In addition, the opening and closing door 34 is connected to the flange 32 by the opening and closing means 35 to open and close the reaction chamber 31, the wafer support beam 36 coupled to the opening and closing door 34 is the reaction chamber 31 It protrudes toward the side so that the wafer 10 can be supplied into the reaction chamber 31.

반응실(31)은 그 내부로 공급되는 반도체 웨이퍼(10)의 감광막(도시되지 않음)을 제거하기 위한 반응이 일어나는 곳이다. 복수개의 웨이퍼(10)들이 웨이퍼 적재함(15)에 적재된 채 웨이퍼 지지보(36)에 실려 반응실(31) 안으로 공급되면, 반응실(31) 안은 진공 상태가 되며, 곧이어 산소 기체가 주입관(37)을 통하여 주입된다. 이어서 높은 에너지의 고주파(RF)를 인가하면 반응실(31) 내부는 플라즈마 상태가 되고, 플라즈마에 의하여 반응실(31) 내부의 분자들은 매우 높은 에너지 상태로 여기된다. 따라서, 감광막은 산소와 반응하여 제거될 수 있다. 감광막이 산화되어 생성된 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 및 수증기(H2O)는 기체 상태로서, 배기관(38)을 통하여 밖으로 배출된다.The reaction chamber 31 is a place where a reaction for removing the photosensitive film (not shown) of the semiconductor wafer 10 supplied therein occurs. When the plurality of wafers 10 are loaded in the wafer holder 15 and loaded on the wafer support beam 36 into the reaction chamber 31, the inside of the reaction chamber 31 is in a vacuum state, and oxygen gas is then introduced into the injection tube. Injected through (37). Subsequently, when a high energy RF is applied, the inside of the reaction chamber 31 becomes a plasma state, and the molecules inside the reaction chamber 31 are excited by a very high energy state by the plasma. Thus, the photoresist film can be removed by reacting with oxygen. Carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ), and water vapor (H 2 O) generated by oxidation of the photoresist film are gaseous and are discharged out through the exhaust pipe 38.

반응실(31) 안에 삽입되어 웨이퍼(10)를 둘러싸는 원통형의 차폐 터널(33)은 알루미늄 재질로 이루어지며, 복수개의 구멍(33a)들이 뚫려 있어서 플라즈마 상태에 있는 이온 또는 라디칼이 웨이퍼(10) 주위에 균일하게 존재하게 하여 감광막의 제거가 더 일정하게 일어나도록 한다.The cylindrical shielding tunnel 33 inserted into the reaction chamber 31 and surrounding the wafer 10 is made of aluminum, and a plurality of holes 33a are drilled to allow ions or radicals in a plasma state to flow into the wafer 10. It is made uniformly around, so that the removal of the photoresist film occurs more uniformly.

종래와 마찬가지로 반응실(31)은 석영으로 형성되고, 개폐문(34) 및 웨이퍼 지지보(36)는 세라믹으로 형성되며, 플랜지(32)와 차폐 터널(33)은 알루미늄으로 형성된다. 그런데 반응실(31) 내부로 노출되는 플랜지(32)의 면에는 플랜지(32)와 반응실(31) 내부의 플라즈마를 차단하기 위하여 방호 링(40; guard ring)이 제공된다. 방호 링(40)은 세라믹 재질로 형성되기 때문에 플라즈마의 영향으로부터 알루미늄 플랜지(32)를 보호할 수 있다. 도 6의 분해 사시도에서 도면부호 39번은 방호 링(40)과 플랜지(32), 플랜지(32)와 반응실(31) 간의 체결수단을 각각 나타낸다.As in the prior art, the reaction chamber 31 is made of quartz, the opening and closing door 34 and the wafer support beam 36 are made of ceramic, and the flange 32 and the shielding tunnel 33 are made of aluminum. However, the surface of the flange 32 exposed inside the reaction chamber 31 is provided with a guard ring 40 to block the plasma in the flange 32 and the reaction chamber 31. Since the protection ring 40 is formed of a ceramic material, the aluminum flange 32 can be protected from the influence of plasma. In the exploded perspective view of FIG. 6, reference numeral 39 denotes a fastening means between the protective ring 40 and the flange 32, the flange 32, and the reaction chamber 31, respectively.

감광막 제거 장치에 방호 링을 장착한 경우와 그렇지 않은 경우의 불순물 입자 테스트 결과가 도 8에 도시되어 있다. 테스트는 20~25개의 웨이퍼를 한번에 작업할 수 있는 배럴 타입(barrel type; 또는 배치 타입(batch type)이라고도 함)의 감광막 제거 장치를 대상으로 하여, 1997년 3월 25일부터 4월 25일까지 한달간에 걸쳐 이루어졌다(도 8의 가로변이 날짜를 나타낸다). 테스트 방법은 별도로 1개의 테스트용 웨이퍼를 다른 웨이퍼들과 같이 투입하여 정상적인 감광막 제거 공정을 진행한 후, 테스트용 웨이퍼에 묻어 있는 불순물 입자의 수량을 체크하는 식으로 이루어졌다(도 8의 세로변이 불순물 입자의 수량을 나타낸다). 웨이퍼는 3㎛의 회로배선 간격을 갖는 웨이퍼를 대상으로 하였으며, 따라서 체크된 불순물 입자의 직경은 3㎛ 이상의 것들이다. 방호 링(도 8의 G/R)을 장착한 시점은 4월 6일이며, 불순물 입자의 허용 한도(도 8의 spec.)는 40개이다.The impurity particle test results with and without the protective ring attached to the photoresist removal device are shown in FIG. 8. Testing conducted on March 25 to April 25, 1997, using a barrel-type photoresist removal device capable of working 20 to 25 wafers at one time. Over the course of one month (the transverse dates in FIG. 8 represent dates). The test method was performed by separately inserting one test wafer together with other wafers to perform a normal photoresist removal process, and then checking the quantity of impurity particles on the test wafer (vertical impurities in FIG. 8). Number of particles). The wafers were subjected to wafers having a circuit wiring spacing of 3 mu m, and thus the diameters of the impurity particles checked were those of 3 mu m or more. The protective ring (G / R in FIG. 8) was mounted on April 6, and the allowable limit (spec. In FIG. 8) of the impurity particles was 40.

도 8의 테스트 결과에서 볼 수 있듯이, 방호 링을 장착하기 전인 4월 6일 전에는 12번의 테스트 중에서 모두 5번의 불량이 발생하였으나, 방호 링을 장착한 후에는 20번의 테스트 결과가 모두 양호하였다.As can be seen from the test results of FIG. 8, five defects occurred in all 12 tests before April 6, before the protection ring was mounted, but after the protection ring was installed, all 20 test results were good.

따라서, 본 발명의 구조에 따르면, 웨이퍼 감광막 제거 장치의 플랜지 면에 방호 링을 장착함으로써 플랜지를 플라즈마로부터 차단하여 불순물 입자의 발생을 방지할 수 있다. 이에 따라 불순물 입자의 발생에 의하여 반도체 웨이퍼의 전기적 특성 불량이 야기되던 종래의 문제점이 근본적으로 해결될 수 있으며, 반도체 웨이퍼의 수율이 향상된다. 아울러 플라즈마를 이용한 웨이퍼 감광막 제거 장치의 신뢰도 및 공정의 생산성을 향상시키는 결과를 가져온다.Therefore, according to the structure of the present invention, by attaching a protective ring to the flange face of the wafer photosensitive film removal apparatus, it is possible to block the flange from the plasma to prevent the generation of impurity particles. Accordingly, the conventional problem in which the electrical characteristics of the semiconductor wafer are caused by the generation of the impurity particles can be fundamentally solved, and the yield of the semiconductor wafer is improved. In addition, the result of improving the reliability and process productivity of the wafer photoresist removal apparatus using plasma is obtained.

Claims (5)

감광막이 입혀진 반도체 웨이퍼와 산소 기체가 공급되며 플라즈마를 발생시키는 원통형의 반응실과, 상기 반응실의 일부와 결합하여 상기 반응실을 지지하는 플랜지와, 상기 반응실 내부에 삽입되어 상기 웨이퍼 주위를 둘러싸며 복수개의 구멍들이 뚫려 있는 원통형의 차폐 터널과, 상기 플랜지와 개폐수단에 의하여 연결되어 상기 반응실을 개폐시킬 수 있는 개폐문을 포함하며,A cylindrical reaction chamber coated with a photoresist film and a cylindrical reaction chamber supplied with oxygen gas to generate a plasma, a flange supporting the reaction chamber in combination with a part of the reaction chamber, and inserted into the reaction chamber to surround the wafer A cylindrical shielding tunnel in which a plurality of holes are drilled, and an opening and closing door connected to the flange and the opening and closing means to open and close the reaction chamber, 상기 반응실 내부로 노출되는 상기 플랜지의 면에 상기 플랜지와 상기 반응실 내부의 플라즈마를 차단하기 위하여 방호 링이 제공되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼의 감광막 제거 장치.And a protective ring is provided on a surface of the flange exposed inside the reaction chamber to block the flange and the plasma inside the reaction chamber. 제 1 항에 있어서, 상기 반응실은 석영으로 형성되며, 상기 플랜지과 상기 차폐 터널은 알루미늄으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼의 감광막 제거 장치.The apparatus of claim 1, wherein the reaction chamber is made of quartz, and the flange and the shielding tunnel are made of aluminum. 제 2 항에 있어서, 상기 방호 링은 세라믹으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼의 감광막 제거 장치.3. The apparatus of claim 2, wherein the protective ring is made of ceramic. 제 3 항에 있어서, 상기 감광막 제거 장치는 상기 개폐문과 결합되어 있는 웨이퍼 지지보를 더 포함하며, 상기 웨이퍼가 상기 웨이퍼 지지보에 지지되어 상기 반응실 내부로 공급되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼의 감광막 제거 장치.The semiconductor wafer using plasma according to claim 3, wherein the photoresist removing device further comprises a wafer support beam coupled to the opening and closing door, wherein the wafer is supported by the wafer support beam and supplied into the reaction chamber. Photoresist removal device. 제 4 항에 있어서, 상기 웨이퍼는 웨이퍼 적재함에 복수개 적재되어 상기 웨이퍼 지지보에 제공되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼의 감광막 제거 장치.5. The apparatus of claim 4, wherein a plurality of the wafers are placed in a wafer loading box and provided to the wafer support beams.
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